用于在中压、高压或甚高压网络中为电气链路提供差动保护的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种在中压、高压或甚高压配电网络中用于电气链路（７）的方法及差动保护装置。在所述方法中，在所述链路（７）的两个末端（Ａ，Ｂ）处设置两个差动保护器件（８，９），所述方法包括以下步骤：在通过将从位于远端的末端接收到的数据移相达往程传播时间与返程传播时间之和的一半而将这些器件重新同步化之后，对就地测量的电流与远程测量的电流进行比较；以及如果发现在重新同步化之后在两个电流之间存在角度相位差，则通过对电流向量的角度进行伺服控制来实现自动补偿。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于在中压、高压或甚高压网络中为单相位、两相位或三相位电 气链路(例如架空电力线路、电缆或地下电缆)提供差动保护的方法及装置。为了尽可能简单地进行说明，以下说明涉及一种具有三个相位A、B及C的三相位 网络。
技术介绍
本说明末尾处的参考编号为[1]的文件描述了一种包括差动保护装置的电气网 络，差动保护装置具有位于电力线路的某一段的两个末端处的保护继电器。对在所述段的 每一末端处所测量的模拟数据(即输入至链路的电流的正弦波或曲线)进行取样、数位编 码、多路复用、并将其传送至所述段的另一末端，在所述另一末端处，将这些模拟数据解码 并与就地所获得的数据进行比较。如果就地数据与远程数据之间的差别超过预定值，则通 过末端A及B处的器件使链路的每一末端处的断路器跳闸。在线路段的两个末端处对电气数据的读取必须是同步化的，以便可检测到任何操 作故障(例如短路)。位于所述两个末端A及B处的差动保护器件或继电器通过交换信息 而相互进行对话。这些器件中的每一者均利用计算程序，以在任何给定时刻对就地测量的 数据与由位于远端的另一器件传送的数据进行比较。这样，这些器件对在一个末端A处所 获得的数据与在另一个末端B处所获得的数据执行比较。这些器件必须将数据在链路7上 传播所花费的时间考虑在内，所述时间变为电流曲线之间的时间偏移(即相位差)。如图1所示，用于校正由此时间偏移导致的同步化误差的第一现有技术方法主要 在于测量由位于链路7的末端A处的器件8所获得的其中一个读数到达位于另一末端(或 远端)B处的器件9并接着返回所花费的时间；由于缺乏上述的同步化，因而对从末端A至 末端B的传播时间tAB及从末端B至末端A的传播时间tBA的测量是不可能实现的。在此 第一种方法中，假设传播时间tAB与传播时间tBA相等。将从远端B接收到的信号移相达 往程传播时间与返程传播时间之和的一半，也就是说tp = (tAB+tBA)/2。当传播时间tAB确实等于传播时间tBA时，此第一种方法为有效的，例如tAB = tBA = 6 毫秒(ms)，因此 tp = 6msο如图2、图3A及图;3B所示，如果这些传播时间相等，则对于末端A处的器件，从末 端B接收到的电流的正弦曲线的相移是正确的。图2显示在末端A处所测量的电流曲线 (实线)及在末端B处所接收到的并被移相达时间tp的电流曲线(虚线)。图3A及图;3B 显示这三个相位A、B及C的电流IA、IB及IC的菲涅尔图。类似地，如图4、图5A及图5B所示，对于位于末端B处的器件，电流曲线的偏移是 正确的图4、图5A及图5B应分别与图2、图3A及图相比较。图6为显示此种使用用于测量往程传播时间与返程传播时间的所述第一方法来4操作差动保护器件的方法的流程图。相应地，图6显示以下步骤 对继电器施加电压(步骤10)； 测量往程传播时间及返程传播时间(步骤11)； 根据0. 5往程/0. 5返程的比率，对从远端接收到的电流的曲线进行移相(步骤 12)； 获得电流的菲涅尔图(步骤13)； 对于这三个相位A、B及C，计算差动电流与所保持的电流(步骤14)； 进行测试，以判断差动电流中的一者是否处于跳闸区域中(步骤15)，如果响应 为“否”，则返回至步骤11之前；以及 使差动保护装置跳闸(步骤16)。当去程传播时间不同于返程传播时间时，此种第一方法并不有效，例如如果tAB =4ms, tBA = 8ms,贝U tp = 6ms。如图7、图8A及图8B所示，对于位于末端A处的器件，在一个方向上出现电流曲线 的移相误差e。此误差e为ans，其对应于-36°的角度偏差。类似地，如图9、图IOA及图IOB所示，对于位于末端B处的器件9，在另一方向上 出现电流曲线中的移相误差。因此，如果去程传播时间与返程传播时间不相同，则会引入如下的误差所述误差 可导致保护装置由于链路外的故障而不当地跳闸，或导致不能发出应警告操作员存在通信 问题的报警。如图8A、图8B及图10A、图IOB所示，此误差在菲涅尔图中显示为就地测量的电流 的向量与从另一末端接收到的并且被不正确地移相的电流的向量之间的角度偏差。此角度 相位差为往程传播时间与返程传播时间之差和网络频率的函数。为允许在往程传播时间与返程传播时间不相等时正确地操作差动保护器件，在现 有技术中存在第二种校正方法，所述第二种方法通过外部手段(例如GPS时钟)来利用保 护器件的同步化。因此，本说明结尾处参考编号为[2]的文件描述了一种在电力传输系统 中的保护继电器装置，所述装置能够在同一时刻监测多个继电器，这些继电器通过利用来 自GPS卫星的信号而相互独立地运作，其中进行监测测量的时刻是相同的而无需担心传输 延迟时间。然而，此第二种方法却存在大的缺陷在安装于电气网络中的保护继电器与GPS 系统之间的数据信号出现任何传输丢失时，均将会导致电力网络的保护功能全部丧失。另 外，此第二方法在设备及安装成本方面具有缺点，并且其趋于降低可用性及保护器件的工 作可靠性。本专利技术的目的是以通过对从远程测量接收到的电流向量的角度进行伺服控制进 行同步化来取代第一种方法的近似同步化，此种伺服控制并非基于对往程传播时间与返程 传播时间相等的假设，而是基于在标称工作中就地测量的电流曲线与从远端测量接收到的 电流曲线必然同步化，这是因为这些电流曲线在振幅及相位上实质相同；另一目的是提高 为区分各种故障情况而进行的分析的精确度，从而避免保护器件或继电器的任何意外跳 闸。
技术实现思路
本专利技术提供一种在中压、高压或甚高压网络中保护电气链路的方法，其中在所述 链路的两个末端处设置两个差动保护器件，所述方法的特征在于，其包括以下步骤 对继电器施加电压； 测量往程-返程传播时间； 根据0. 5往程/0. 5返程的比率，对从远端接收到的电流的正弦曲线进行移相； 以及 进行第一测试，以判断是否已经过所确定的时间；1)如果此第一测试的结果为“否”，则 根据0. 5往程/0. 5返程的比率，对从远端接收到的电流的正弦曲线进行移相； 在远端处不对各个相位进行伺服控制的情况下，获得电流的菲涅尔图； 对于每一相位，计算差动电流与所保持的电流； 进行第二测试，以判断差动电流中的一者是否处于跳闸区域中； 如果此第二测试的结果为“是”，则使差动保护装置跳闸；2)如果此第一测试的结果为“是”且如果第二测试的结果为“否”，则 进行测试，以针对每一相位，对就地测量的电流与远程测量的电流之间的相位 差Δφ与至少一个所确定值相比较，并且可选地，将每一末端电流的相位伺服控制在相对于 每一对应的就地电流为180°。较佳地，第一测试用于判断关于两相位或三相位网络，网络的所述相位中每一 相位中的电流是否不同相，补偿仅在预定时间延迟之后生效，所述预定时间延迟可约为 100ms。较佳地，第一测试用于判断是否检测到绝缘故障。如果所述补偿达到第一预定水 平，则产生报警。当补偿达到认为不可接受的第二预定水平时，产生第二报警并将保护装置 闭锁。本专利技术还提供一种在中压、高压或甚高压网络中用于电气链路的差动保护装置， 所述装置包括设置于所述链路的各个末端处的两个差动保护器件以及用于使所述器件重 新同步化的手段，所述用于使所述器件重新同步化的手段通过将从链路的位于远端本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在中压、高压或甚高压网络中保护电气链路（７）的方法，其中在所述链路的两个末端（Ａ，Ｂ）处设置两个差动保护器件（８，９），所述方法的特征在于，其包括以下步骤：　　●对继电器施加电压（步骤２０）；　　●测量往程－返程传播时间（步骤２１）；●根据０．５往程／０．５返程的比率，对从远端接收到的电流的正弦曲线进行移相（步骤２２）；以及　　●进行第一测试（步骤２３），以判断是否已经过所确定的时间；　　１）如果此第一测试的结果为“否”（步骤２３），则：　　●根据所述０．５往程／０．５返程的比率，对从所述远端接收到的所述电流的所述正弦曲线进行移相（步骤２４）；　　●在所述远端处不对各个相位进行伺服控制的情况下，获得所述电流的菲涅尔图（步骤２５）；　　●对于每一相位，计算差动电流与所保持的电流（步骤２６）；　　●进行第二测试，以判断所述差动电流中的一者是否处于跳闸区域中（步骤２７）；　　●如果此第二测试的结果为“是”，则使差动保护装置跳闸（步骤２８）；　　２）如果此第一测试的结果为“是”（步骤２３）且如果所述第二测试的结果为“否”（步骤２７），则：　　●进行测试，以针对每一相位，对就地测量的电流与远程测量的电流之间的相位差Δφ与至少一个所确定值相比较，并且可选地，将每一末端电流的相位伺服控制在相对于每一对应的就地电流为１８０°处（步骤３０）。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】FR 2008-6-2 08536101.一种在中压、高压或甚高压网络中保护电气链路(7)的方法，其中在所述链路的两 个末端(A，B)处设置两个差动保护器件(8，9)，所述方法的特征在于，其包括以下步骤 对继电器施加电压(步骤20)； 测量往程-返程传播时间(步骤21)； 根据0. 5往程/0. 5返程的比率，对从远端接收到的电流的正弦曲线进行移相(步骤 22)；以及 进行第一测试(步骤23)，以判断是否已经过所确定的时间；1)如果此第一测试的结果为“否”(步骤23)，则 根据所述0. 5往程/0. 5返程的比率，对从所述远端接收到的所述电流的所述正弦曲 线进行移相(步骤； 在所述远端处不对各个相位进行伺服控制的情况下，获得所述电流的菲涅尔图(步 骤 25)； 对于每一相位，计算差动电流与所保持的电流(步骤26)； 进行第二测试，以判断所述差动电流中的一者是否处于跳闸区域中(步骤27)； 如果此第二测试的结果为“是”，则使差动保护装置跳闸(步骤观)；2)如果此第一测试的结果为“是”(步骤23)且如果所述第二测试的结果为“否”(步 骤27)，则 进行测试，以针对每一相位，对就地测量的电流与远程测量的电流之间的相位差Δφ 与至少一个所确定值相比较，并且可选地，将每一末端电流的相位伺服控制在相对于每一 对应的就地电流为180°处(步骤30)。2.如权利要求1所述的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：让曼摩尼荷，
申请(专利权)人：阿海琺输配电，
类型：发明
国别省市：FR[法国]