自适应加权式母线差动保护方法技术

一种自适应加权式母线差动保护方法，利用工频变化量电压的浮动门坎自适应地开放加权判据，其判据为：△ｕ＞０．０５Ｕ↓［Ｎ］＋△Ｕ↓［Ｔ］，利用工频变化量电压元件和工频变化量阻抗元件动作的相对时序关系识别ＴＡ饱和，以工频变化量电压元件作为判据的开放条件，赋予差流工频变化量和工频变化量阻抗元件不同时间动作点以不同的权值，在加权值寄存器Ｔ上累加各动作点的权值，最后以此加权值的大小决定保护的动作。本方法具有很强的抗ＴＡ饱和能力，动作速度很快。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及母线差动保护方法与装置，尤其涉及母线差动保护的电流互感器(TA)饱和识别方法。电流互感器饱和问题一直是影响低阻抗型母线保护正确动作的主要问题。现有投入运行的母线差动保护中，为防止母线区外故障TA发生饱和时保护误动，采用的主要方法有中阻抗方法和瞬时值差动方法。中阻抗方法的整定及调试比较麻烦，而且由于难以用微机实现，对于非固定连接的主接线方式，当运行方式发生改变时，只能根据隔离开关的辅助触点位置直接对TA二次回路进行切换，远没有微机保护用软件切换安全可靠。而瞬时值差动方法是利用重复判决方法实现TA饱和判别，在系统各电源之间功角差较大或短路点处有较大过渡电阻等情况下发生母线区内故障时，瞬时值差动元件一周波内的动作点数很可能无法满足保护动作要求，所以保护存在慢动甚至拒动的问题。本专利技术目的是提供一种母线差动保护的电流互感器(TA)饱和识别方法，使其具有很强的抗TA饱和能力，区内故障和转换性故障(故障由母线区外转至区内)时的动作速度快，抗过渡电阻能力强，而且保护性能不受故障前系统功角关系的影响。本专利技术的目的是这样实现的一种母线差动保护方法，利用工频变化量电压的浮动门坎自适应地开放加权判据，其判据为Δu＞0.05UN+ΔUT，(式中UN为额定电压，ΔUT为电压浮动门坎)，其特征是利用工频变化量电压元件和工频变化量阻抗元件动作的相对时序关系识别TA饱和，以工频变化量电压元件作为判据的开放条件，赋予差流工频变化量和工频变化量阻抗元件不同时间动作点以不同的权值，在加权值寄存器T上累加各动作点的权值，最后以此加权值的大小决定保护的动作。本专利技术方法的实现一种自适应加权式母线差动保护装置，是由模拟量和开关量采样电路，输入输出控制接口芯片(I/O芯片)、数字信号处理芯片(DSP芯片)、微处理器(CPU)组成，模数转换和接口芯片连接DSP芯片的数据端口，DSP芯片与CPU芯片及输出控制接口芯片的数据端和控制端相连接，输出控制接口芯片实现信号输出和跳闸输出。当发生母线区内故障时，工频变化量电压元件和工频变化量差流元件基本同时动作，而发生母线区外故障时，由于故障起始TA尚未进入饱和，差流工频变化量和工频变化量阻抗元件动作滞后于工频变化量电压元件。利用这一特点构成TA饱和识别判据以工频变化量电压元件作为判据的开放条件，赋予差流工频变化量和工频变化量阻抗元件不同时间动作点以不同的权值，在加权值寄存器T上累加各动作点的权值，最后以此加权值的大小决定保护是否动作。此判据充分利用了饱和TA差动电流不同于区内故障差流的特点，具有很强的抗TA饱和能力，而且实现起来非常简单。本专利技术的特点是采用该方法和装置实现的微机母线保护具有很强的抗TA饱和能力，区内故障和转换性故障(故障由母线区外转至区内)时的动作速度很快(一般小于10ms)，抗过渡电阻能力强，而且保护性能完全不受故障前系统功角关系的影响。本专利技术容易实现，工作可靠。以下结合附图并通过实施例对本专利技术作进一步说明附图说明图1为本专利技术方法的程序框2为电路框3为图2的电路图如图1所示，本专利技术主要利用工频变化量电压元件和工频变化量阻抗元件动作的相对时序关系识别TA饱和1、利用工频变化量电压的电压浮动门坎自适应地开放加权算法，其判据为Δu＞0.05UN+ΔUT(式中UN为额定电压，ΔUT为电压浮动门坎)。这种开放元件具有动作速度快，抗干扰能力强和不受系统振荡影响等优点，特别有利于精确地开放加权算法的计算区间。2、由于故障分量仅由施加于故障点的一个电动势产生，所以发生母线区内故障时，工频变化量电压Δu和工频变化量差流∑Δi的比值基本保持一常数(即所有连接于母线上的线路或元件的并联等值阻抗，这里Δu和∑Δi都取瞬时值)；而发生母线区外故障，故障起始TA尚未进入饱和时，差流工频变化量∑Δi较小，Δu/∑Δi很大；当TA进入饱和时，差流工频变化量∑Δi迅速增大，Δu/∑Δi减小。利用这个特点可以构成工频变化量阻抗元件，即当Δu/∑Δi＜UN/Icdzd时(UN为系统额定电压，Icdzd为差流整定值)，工频变化量阻抗元件动作，而当Δu/∑Δi＞UN/Icdzd，工频变化量阻抗元件返回。3、利用故障分量构成工频变化量比例差动元件，这种差动元件具有一般工频变化量保护的抗过渡电阻能力强的特点，而且其性能完全不受故障前系统功角关系的影响。4、以上述由浮动门坎构成的工频变化量电压元件作为判据的开放条件，赋予差流工频变化量和工频变化量阻抗元件不同时间动作点以不同的权值，在加权值寄存器T上累加各动作点的权值，最后以此加权值的大小决定保护是否动作，图1中Tz为加权值的动作门坎，根据采样频率等参数设定Tz值。并同时满足工频量大于一门坎值时，保护动作。该原理的软件框图如图1所示，实现该原理的微机母线保护装置，由微处理器CPU、数字信号处理器件DSP、交流插件AC、A/D转换器件、开关量输入输出电路和电源等组成。其中CPU和DSP共同完成保护各项判据的计算判断工作；交流插件和A/D转换器件负责向CPU提供母线上所有连接元件的电流和母线电压采样值；开关量输入电路采集各支路的刀闸位置和保护投入压板状态等信息；开关量输出电路驱动信号及出口继电器，硬件框图如图2所示。图3为CPU板的电气原理图。图中由AD7863完成各种模拟量的采样接口芯片，XC95108实现开关量输入，采样数据和开关量信号送至DSP芯片ADSP-2181，由它完成保护各项判据的数值计算，并将计算结果经过串口传至CPU芯片MC68332，由其完成图1的各项判断的逻辑关系运算，并最终驱动输出接口芯片XC95108实现信号输出和跳闸输出。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自适应加权式母线差动保护方法，利用工频变化量电压的浮动门坎自适应地开放加权判据，其判据为：Δｕ＞０．０５Ｕ↓［Ｎ］＋ΔＵ↓［Ｔ］，其特征是利用工频变化量电压元件和工频变化量阻抗元件动作的相对时序关系识别ＴＡ饱和，以工频变化量电压元件作为判据的开放条件，赋予差流工频变化量和工频变化量阻抗元件不同时间动作点以不同的权值，在加权值寄存器Ｔ上累加各动作点的权值，最后以此加权值的大小决定保护的动作。

【技术特征摘要】
1.一种自适应加权式母线差动保护方法，利用工频变化量电压的浮动门坎自适应地开放加权判据，其判据为Δu＞0.05UN+ΔUY，其特征是利用工频变化量电压元件和工频变化量阻抗元件动作的相对时序关系识别TA饱和，以工频变化量电压元件作为判据的开放条件，赋予差流工频变化量和工频变化量阻抗元件不同时间动作点以不同的权值，在加权值寄存器T上累加各动作点的权值，最后以此加权值的...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈国荣，李力，郑玉平，吕航，
申请(专利权)人：南京南瑞继电保护有限责任公司，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]