一种计及出线负荷波动性影响的母线差动保护方法技术

本发明专利技术公开了一种计及出线负荷波动性影响的母线差动保护方法，是一种全新的CT断线判据——支路电流差流综合判别法。该判据的指导思想是采用改善保护逻辑的方式，引入大差和小差判据作为CT断线的判据，即若CT断线，大差、小差一般会同时动作，使用双重判据避免CT断线频繁报警。在正常运行时分别对大差和小差的各相差电流以及每个连接单元的相电流和零序电流采样计算，以实时检测出CT断线，闭锁差动保护，避免区外故障时差动保护的误动，并提示断线的连接单元和相别。本发明专利技术具有适应变电站发展，接入信号方便、抗干扰性强，针对性强、逻辑清晰、保护动作迅速、效果明显等优点。

A bus differential protection method considering the influence of outgoing load fluctuation

The invention discloses a method of bus differential protection considering the influence of the undulation of line load. It is a new CT broken line criterion, the comprehensive discriminant method of the branch current differential current. The guiding principle of this criterion is to adopt the way of improving the protection logic, and introduce the criterion of the difference and the difference criterion of the CT, that is, if the CT breaks the line, the difference and the difference will usually act at the same time, and use the double criterion to avoid the frequent alarm of the broken line of the CT. In the normal operation, the phase current and the zero sequence current of each connection unit are sampled and calculated respectively for the difference current of the difference and the difference and the phase current and zero sequence current of each connection unit. The CT breakage is detected in real time, the differential protection is locked to avoid the malfunction of the differential protection when the fault is out of the area, and the connection unit and the phase of the broken line are suggested. The invention has the advantages of adapting to the development of the substation, having convenient access to signal, strong anti-interference, strong pertinence, clear logic, rapid protection action and obvious effect.

【技术实现步骤摘要】
一种计及出线负荷波动性影响的母线差动保护方法
本专利技术涉及一种计及出线负荷波动性影响的母线差动保护方法，属于电路保护

技术介绍
国内主流母差保护均有CT断线判别功能(当差流越限时)。系统正常运行时，大差电流和各段母线小差电流均为零。当大差电流大于CT断线闭锁定值，经延时报CT断线信号，同时闭锁母差保护；当大差电流小于CT断线闭锁定值，与断路器连接的2段母线小差电流又大于CT断线闭锁定值，经延时发“母线互联”信号，在发生区内故障时，母差保护按照互联逻辑动作出口，不再根据各段母线的小差电流进行故障母线的选择。母线上各元件电流由于CT传送及母差保护内部数模变换等影响会产生误差，加上母线差流是母线上各元件电流的累加总和，累加误差大，CT断线闭锁定值需要躲过母线各种正常运行情况下可能出现的最大不平衡电流。母线发生CT断线后，母差保护自动将母线Ⅰ、Ⅱ互联。若母线的负荷电流随运行方式调整而变小，导致母线Ⅰ、Ⅱ的小差电流小于CT断线闭锁定值，母差保护装置经短延时将自动复归CT断线告警和闭锁功能。假设此时母线Ⅰ区发生故障，且接入的电源为弱电源，不足以达到差动电流启动值，母差保护将会跳开与母线Ⅱ相连的所有断路器。支路发生CT断线后，母差保护会自动闭锁。若支路上的负荷电流随运行方式的调整而变小，导致大差电流小于CT断线闭锁定值，母差保护经短延时将自动复归CT断线告警和闭锁功能。假设此时母线Ⅰ区外发生故障，将可能导致母差保护误动作。本专利技术在传统的母线差动保护的基础上，通过优化电流回路断线闭锁判据，改善由CT传变误差引起二次差流越限以及系统电容电流过大引起的对母线差动保护电流回路断线闭锁的影响，减少电流回路断线频繁告警甚至误动作发生的频率，提高母线保护的可靠性。目前，微机母线保护中都有一个大差与小差的概念，以双母线为例，其中大差是指两条母线上所有连接单元电流之和(母联单元电流除外)。小差是指各条母线上所有投运单元电流之和(包括投运的母联单元电流)，一般而言，有几条母线就有几个小差。现有差动保护功能如下:(1)、双母线比率大差动保护功能：本功能采集除了母联单元外的所有连接单元的电流量，通过软件计算出差电流和制动电流。等效于没有装设母联单元的电流互感器，如图1所示，将Ⅰ、Ⅱ两段母线及其母联单元看成一个整体，构成Ⅰ、Ⅱ双母线共同的比率差动保护功能。保护功能的判据为|∑I|/∑|I|≥0.3式中：|∑I|表示：大差除了母联单元外的双母线所有连接单元电流相量之和的模，为差电流；∑|I|表示：除了母联单元外的双母线所有连接单元电流绝对值之和，为制动电流。如图1所示，电流互感器之间的电路，即Ⅰ母线、Ⅱ母线和两段母线间的母联单元为本子功能的保护区。(2)、Ⅰ段母线比率小差动保护功能：本功能仅采集Ⅰ段母线上所有连接单元(包括引出线、母联、旁路、分段)的电流量，等效于仅在图2所示连接单元上装设电流互感器，并将二次电流引入保护装置，通过软件计算出Ⅰ段母线的差电流和制动电流。保护功能的判据为|∑II|/∑|II|≥0.3式中：|∑II|表示：Ⅰ段母线所有连接单元电流相量之和的模，为差电流；∑|II|表示：Ⅰ段母线所有连接单元电流绝对值之和，为制动电流。如图2所示，电流互感器之间的电路，即Ⅰ段母线，为本子功能的保护区。为了清晰表示已合闸的电路，采用断路器功能符号、隔离开关功能符号分别代表断路器符号、隔离开关符号。(3)、Ⅱ段母线比率小差动保护功能本功能仅采集Ⅱ段母线上所有连接单元(包括引出线、母联、旁路、分段)的电流量，等效于仅在图3所示连接单元上装设电流互感器，并将二次电流引入保护装置，通过软件计算出Ⅱ段母线的差电流和制动电流。保护功能的判据为|∑III|/∑|III|≥0.3式中：|∑III|表示：Ⅱ段母线所有连接单元电流相量之和的模，为差电流；∑|III|表示：Ⅱ段母线所有连接单元电流绝对值之和，为制动电流。如图3所示，电流互感器之间的电路，即Ⅱ段母线，为本功能的保护区。母联单元只装设一组电流互感器，该电流互感器一次绕组安装时，靠近Ⅰ段母线的是同极性标记端，靠近Ⅱ段母线的是非同极性标记端。因此，在Ⅰ段母线比率差动保护的求和(∑II)计算中，“+”(正方向计入)母联电流IBC，而在Ⅱ段母线比率差动保护的求和(∑III)计算中，“-”(反方向计入)母联电流IBC。引入分段单元、旁路单元的电流采样计算值作求和(∑I)计算时，“+”、“－”的选择同理类推。
技术实现思路
目的：为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种计及出线负荷波动性影响的母线差动保护方法。技术方案：为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种计及出线负荷波动性影响的母线差动保护方法，包括步骤如下：步骤1：同时检测母线中大差和小差的差流，当有任意一相大差和小差的差流同时大于低值定值I1时，延时5s发出告警信号；步骤2：当有任意一相大差和小差的差流同时大于高值定值I2时，本功能发出CT断线预闭锁信号；转至步骤3；步骤3：当差动保护的制动电流Ir突增达到大于电流增量阈值Idelta，或三相电压降低至动作值小于电压阈值，表明电力系统有故障量产生；如果此时无CT断线预闭锁信号，用与门屏蔽CT断线预闭锁功能10秒，以防母线有故障量的情况下误判CT断线而闭锁差动保护，10秒之后,转至步骤4；如果此时已有CT断线预闭锁信号，则CT断线预闭锁功能仍起作用，直接转至步骤4；步骤4包括：步骤4.1：在大差单相有差流情况下，差流达到CT断线电流高定值，如果仅一路连接单元的该相二次无电流、其它两相二次电流数值之差小于阈值c，所述阈值c设置为αIn，α取0-0.02，In为额定电流，且该路连接单元二次监测到零序电流，则判定该相断线，延时0.5秒，闭锁该相差动保护；步骤4.2：在大差单相有差流情况下，如果仅一路连接单元的该相二次电流低于βIn，β取0.05，In为额定电流、其它两相二次电流数值之差小于阈值c，所述阈值c设置为αIn，α取0-0.02，In为额定电流，且该路连接单元二次监测到零序电流，延时0.5秒，判定该相断线，闭锁该相差动保护；延时0.5秒，用于确保装置能区分系统的高阻接地故障与装置的断线故障；步骤4.3：单相断线情况下，如果大差任一相有差流，且不是已经判定的单相断线，为不明原因产生的差电流异常，为防止保护装置误动，延时5秒，闭锁三相差动。作为优选方案，所述CT断线预闭锁功能分为单相闭锁和三相闭锁。作为优选方案，所述CT断线预闭锁功能定值设置为浮动的CT断线闭锁定值根据负荷相电流大小对进行浮动。作为优选方案，所述CT断线预闭锁功能定值通过一个折算公式计算：其中，I代表负荷相电流，Ω代表某段时间，K1为对应低值定值I1的低值调整系数，K2为对应高值定值I2的高值调整系数。作为优选方案，所述Ω分别设置为1/4,1/2,3/4,1个周波。作为优选方案，所述α取0.01。有益效果：本专利技术提供的一种计及出线负荷波动性影响的母线差动保护方法，通过负荷故障特征判别准确区分负荷原因或是故障原因所引起保护差流过大，修正负荷原因所造成差流过大的动作阈值，用于限制非线性不对称负载所造成谐波及不对称负荷电流所引起的母线差动保护频繁动作，减轻检修工作量，提高供电可靠性。其优点在于：1)、改善由于系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种计及出线负荷波动性影响的母线差动保护方法，其特征在于：包括步骤如下：步骤1：同时检测母线中大差和小差的差流，当有任意一相大差和小差的差流同时大于低值定值I1时，延时5s发出告警信号；步骤2：当有任意一相大差和小差的差流同时大于高值定值I2时，本功能发出CT断线预闭锁信号；转至步骤3；步骤3：当差动保护的制动电流Ir突增达到大于电流增量阈值Idelta，或三相电压降低至动作值小于电压阈值，表明电力系统有故障量产生；如果此时无CT断线预闭锁信号，用与门屏蔽CT断线预闭锁功能10秒，以防母线有故障量的情况下误判CT断线而闭锁差动保护，10秒之后,转至步骤4；如果此时已有CT断线预闭锁信号，则CT断线预闭锁功能仍起作用，直接转至步骤4；步骤4包括：步骤4.1：在大差单相有差流情况下，差流达到CT断线电流高定值，如果仅一路连接单元的该相二次无电流、其它两相二次电流数值之差小于阈值c，所述阈值c设置为αIn，α取0‑0.02，In为额定电流，且该路连接单元二次监测到零序电流，则判定该相断线，延时0.5秒，闭锁该相差动保护；步骤4.2：在大差单相有差流情况下，如果仅一路连接单元的该相二次电流低于βIn，β取0.05，In为额定电流、其它两相二次电流数值之差小于阈值c，所述阈值c设置为αIn，α取0‑0.02，In为额定电流，且该路连接单元二次监测到零序电流，延时0.5秒，判定该相断线，闭锁该相差动保护；延时0.5秒，用于确保装置能区分系统的高阻接地故障与装置的断线故障；步骤4.3：单相断线情况下，如果大差任一相有差流，且不是已经判定的单相断线，为不明原因产生的差电流异常，为防止保护装置误动，延时5秒，闭锁三相差动。...

【技术特征摘要】
1.一种计及出线负荷波动性影响的母线差动保护方法，其特征在于：包括步骤如下：步骤1：同时检测母线中大差和小差的差流，当有任意一相大差和小差的差流同时大于低值定值I1时，延时5s发出告警信号；步骤2：当有任意一相大差和小差的差流同时大于高值定值I2时，本功能发出CT断线预闭锁信号；转至步骤3；步骤3：当差动保护的制动电流Ir突增达到大于电流增量阈值Idelta，或三相电压降低至动作值小于电压阈值，表明电力系统有故障量产生；如果此时无CT断线预闭锁信号，用与门屏蔽CT断线预闭锁功能10秒，以防母线有故障量的情况下误判CT断线而闭锁差动保护，10秒之后,转至步骤4；如果此时已有CT断线预闭锁信号，则CT断线预闭锁功能仍起作用，直接转至步骤4；步骤4包括：步骤4.1：在大差单相有差流情况下，差流达到CT断线电流高定值，如果仅一路连接单元的该相二次无电流、其它两相二次电流数值之差小于阈值c，所述阈值c设置为αIn，α取0-0.02，In为额定电流，且该路连接单元二次监测到零序电流，则判定该相断线，延时0.5秒，闭锁该相差动保护；步骤4.2：在大差单相有差流情况下，如果仅一路连接单元的该相二次电流低于βIn，β取0.05，In为额定电流、其它两相二次电流数值之差小于阈值c，所述阈值c设置为αIn，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈昊，王文帝，陈旭，徐懂理，张建忠，梅飞，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司检修分公司，国网江苏省电力有限公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32