本发明专利技术涉及电力系统继电保护领域，具体涉及一种相位相关电流差动保护方法。为提供能够最大限度的提高差动保护在内部故障时的动作灵敏性与外部故障时的制动可靠性，同时提高差动保护抗电流互感器饱和特性的能力等，本发明专利技术采用的技术方案是，一种相位相关电流差动保护方法，采用全电流的相位相关电流差动保护判据：；式中Ｉｍ、Ｉｎ分别表示电流差动保护两侧采集并计算得到的电流相量，为Ｉｍ＆与Ｉｎ＆之间的夹角，当Ｉｍ＆的角度超前Ｉｎ＆的角度时为正，Ｉｍ＆、Ｉｎ＆都以母线流向被保护元件为正方向，Ｋ为制动系数，Ｉｄｚ为电流差动保护的固定门槛。本发明专利技术主要应用于电力系统继电保护。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力系统继电保护领域，具体涉及一种。
技术介绍
电流差动保护是电力系统中应用最为广泛的保护原理之一。电流差动保护原理是基于基尔霍夫电流定律，即流向一个节点的电流之和为零。该原理被誉为是具有绝对选择性的快速保护。 传统电流差动保护采用比率制动的方法，依靠制动电流的制动作用，使得保护动作定值随着穿越被保护元件的电流的大小变化而变化。然而，这种制动方式也存在固有的缺点当制动系数较小时，区外故障时制动性能偏低，可能造成区外故障的误动，继电保护的可靠性下降；而当制动系数较大时，区内故障时制动性能偏高，又会影响电流差动保护在内部故障时的灵敏度。另外，传统电流差动保护在区外故障且电流互感器饱和时可能出现误动问题，而区内经过渡电阻故障时的电流差动保护的灵敏性等问题尚仍有待改进和发展。 因此，针对传统电流差动保护存在的缺点和不足，需要研究性能更佳的差动保护新方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种，应用于保护电力系统中各种元器件，尤其适用于输电线路，能够最大限度的提高差动保护在内部故障时的动作灵敏性与外部故障时的制动可靠性，同时提高差动保护抗电流互感器饱和特性的能力等。 相位相关电流差动保护判据的原理就是将差动回路两侧的电流相位差引入电流差动判据，使得差动判据中的制动项在区内、外故障时分别体现为驱动和制动两种状态，从而实现了同时提高电流差动保护内部故障时灵敏性和外部故障时可靠性的目的。 为达到上述目的，本专利技术采取的技术方案是，一种，采用全电流的相位相关电流差动保护判据 式中Im、In分别表示电流差动保护两侧采集并计算得到的电流相量， 为Im＆与In＆之间的夹角，当Im＆的角度超前In＆的角度时为正，Im＆、In＆都以母线流向被保护元件为正方向，K为制动系数，Idz为电流差动保护的固定门槛。 采用基于故障电流分量的相位相关电流差动保护判据 式中ΔIm、ΔIn分别表示两侧电流的工频故障分量，分别由故障发生时的采样值减去故障发生前的采样值求得， 为ΔIm＆、ΔIn＆之间的夹角，K、Idz的意义同前。 采用基于序电流分量的相位相关电流差动保护判据序电流分量是指故障电流中的零序电流分量和负序电流分量，利用零序电流分量实现的相位相关电流差动保护判据是 式中Im0、In0分别表示差动保护两侧电流的零序电流分量， 为Im0＆、In0＆之间的夹角，K、Idz的意义同前。其中零序电流分量Im0＆、In0＆可由三相电流按下式求得 式中Ima＆、Imb＆、Imc＆分别表示m侧的A、B、C三相电流，Ina＆、Inb＆、Inc＆分别表示n侧的A、B、C三相电流。 采用负序电流分量实现相位相关电流差动保护的判据是 式中Im2、In2分别表示差动保护两侧电流的负序电流分量， 为Im2＆、In2＆之间的夹角，K、Idz的意义同前，其中负序电流分量Im2＆、In2＆可由三相电流按下式求得 式中Ima＆、Imb＆、Imc＆、Ina＆、Inb＆、Inc＆意义同前，Ima2＆表示m侧A相的负序电流分量，Ina2＆表示n侧A相的负序电流分量，B、C相的负序电流分量由下式求得 上式中Imb2＆表示m侧B相的负序电流分量，Imc2＆表示m侧C相的负序电流分量，Inb2＆表示n侧B相的负序电流分量，Inc2＆表示n侧C相的负序电流分量。 采用变斜率的相位相关电流差动保护，通用判据表达式为 式中，Im、In、 K、Idz各变量的意义同前，σ是个实常数。 本专利技术提出的，可以产生如下的有益效果。 1、本专利技术所提相位相关电流差动保护判据通过引入两端电流之间的相角差，实现了区内、外故障时制动特性的动态调整。且制动系数的选取大小没有限制，制动系数越大，它在区内故障时的动作灵敏性越好，同时区外故障时保护的安全性越高。这有效的解决了传统比率差动保护在保护灵敏性与可靠性之间的矛盾。 2、电流互感器饱和是造成传统电流差动保护误动的主要原因之一。而本专利技术所提的相位相关电流差动保护新原理，在外部故障且一端互感器发生饱和时依然能够保证保护可靠不误动，安全性极高。 3、本专利技术的相位相关电流差动保护判据还可衍生出其它一些具体的应用，在某些方面的性能更加优异。如基于故障分量或序分量的相位相关电流差动保护判据不受负荷电流的影响，且抗过渡电阻能力更强；变斜率的相位相关电流差动保护判据灵敏性、可靠性更好。 附图说明 图1为制动系数不同时相位相关电流差动保护判据的动作特性。 图2为一端互感器发生饱和时相位相关电流差动保护判据的动作特性。 图3为一端互感器发生饱和时传统电流差动保护判据的动作特性。 图4为外部故障时两种相位相关电流差动保护判据的动作特性。 图5为内部故障时两种相位相关电流差动保护判据的动作特性。 具体实施例方式 基于本专利技术所提的相位相关电流差动保护新方法，提出四种实现判据及计算方法全电流的相位相关电流差动保护判据、基于故障分量的相位相关电流差动保护判据、基于序分量的相位相关电流差动保护判据、以及变斜率的相位相关电流差动保护判据。 1、全电流的相位相关电流差动保护判据 本专利技术提出的全电流的相位相关电流差动保护判据如下 式中Im、In分别表示电流差动保护两侧采集并计算得到的电流相量， 为Im＆与In＆之间的夹角，当Im＆的角度超前In＆的角度时为正。Im＆、In＆都以母线流向被保护元件为正方向，以下分析相同。K为制动系数，Idz为电流差动保护的固定门槛。 此判据的基本原理就是基于内部故障和外部故障两种情况下电流差动保护两侧的电流相位差 接近0°或180°，因此 呈现正值或负值。当被保护元件内部故障时，一般 由式(1)可知，比率制动系数K越大，则内部故障时电流差动保护的动作量越大，即电流差动保护在内部故障时的灵敏度越高。而当被保护元件外部故障时， 比率制动系数K越大，则外部故障时电流差动保护的动作量越小，即电流差动保护在外部故障时的可靠性越高。 因此，此判据的最大优点在于增大比率制动系数K，可以同时提高电流差动保护的可靠性与灵敏性，这是传统电流差动保护判据无法做到的。而且，从理论上讲，相位相关电流差动保护判据中的比率制动系数可以取得无穷大，且该值的选取天然的满足外部故障可靠性与内部故障灵敏性的统一。 2、全电流的相位相关电流差动保护判据的动作特性分析 在复数坐标平面上分析相位相关电流差动保护判据的动作特性如下。设Idz＝0，式(1)两端均除以In，可得 令 则式(2)表示为 化简后可得 由式(4)可见，相位相关电流差动保护判据的动作特性在Im＆/In＆的复平面上是一个以 为圆心， 为半径的圆，圆外为动作区，圆内是制动区。如附图1所示。从图中可看出，相位相关电流差动保护判据的动作特性是一个与虚轴相切的圆，且圆的半径随着制动系数K的增大而增大。显然，增大制动系数就可以本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种相位相关电流差动保护方法，其特征是，采用全电流的相位相关电流差动保护判据：Ｉ↓［ｍ］＋ＫＩ↓［ｎ］ｃｏｓφ＞Ｉ↓［ｄｚ］式中Ｉ↓［ｍ］、Ｉ↓［ｎ］分别表示电流差动保护两侧采集并计算得到的电流相量，φ为Ｉ↓［ｍ］↑［＆］与Ｉ↓［ｎ］↑［＆］之间的夹角，当Ｉ↓［ｍ］↑［＆］的角度超前Ｉ↓［ｎ］↑［＆］的角度时为正，Ｉ↓［ｍ］↑［＆］、Ｉ↓［ｎ］↑［＆］都以母线流向被保护元件为正方向，Ｋ为制动系数，Ｉ↓［ｄｚ］为电流差动保护的固定门槛。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李斌，范瑞卿，贺家李，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。