專利名稱：一種涌流識(shí)別方法和利用該方法的中低壓速斷保護(hù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及繼電保護(hù)領(lǐng)域，特別是ー種涌流識(shí)別方法和采用該涌流識(shí)別方法的中低壓速斷保護(hù)。
背景技術(shù)：
當(dāng)前在配電網(wǎng)(如IOkV)電カ系統(tǒng)中中低壓線路裝有大量的配電變壓器(見圖1)，在線路手合或重合的合閘瞬間，各配電變壓器所產(chǎn)生的勵(lì)磁涌流在線路上相互迭加、來回反射，產(chǎn)生了一個(gè)復(fù)雜的電磁暫態(tài)過程。當(dāng)線路上配電變壓器個(gè)數(shù)、容量増加到一定程度后，勵(lì)磁涌流就會(huì)很大，時(shí)間常數(shù)也較大。ニ段式電流保護(hù)中的電流速斷保護(hù)，由于要兼顧靈敏度，動(dòng)作電流值往往取得較小，特別是在長線路或系統(tǒng)阻抗較小時(shí)更明顯。這種情況下勵(lì)磁涌流值可能會(huì)大于電流速斷保護(hù)整定值，使保護(hù)誤動(dòng)。
當(dāng)前的處理辦法，放棄電流速斷段，采用一定的延時(shí)，例如O. Is, O. 2s，以提高重合成功率，保證供電可靠性。然而，這樣會(huì)帶來ー個(gè)問題延時(shí)動(dòng)作會(huì)導(dǎo)致設(shè)備(包括主變、開關(guān)、CT)在實(shí)際故障發(fā)生時(shí)，延長了耐受較大故障電流的時(shí)間，増加了一次設(shè)備故障的幾率，加速了一次設(shè)備的老化，如果采取提高電流保護(hù)定值的方法，顯然會(huì)降低保護(hù)的靈敏度。還有ー種處理辦法是増加低電壓閉鎖，但隨著我國電網(wǎng)的加強(qiáng)，線路末端故障時(shí)線路首端的電壓降幅有限，低電壓整定值不易整定，不能滿足保護(hù)范圍的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供ー種涌流識(shí)別方法，用以迅速可靠地分辨出涌流與故障電流。進(jìn)ー步的，本發(fā)明還提供了ー種基于該涌流識(shí)別方法的中低壓速斷保護(hù)方法，用于解決現(xiàn)有保護(hù)方法不能滿足設(shè)備和保護(hù)要求的問題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的涌流識(shí)別方法方案是種涌流識(shí)別方法，當(dāng)過電流發(fā)生時(shí)，判斷下面的判據(jù)二次諧波閉鎖判據(jù)，如式(a)；Iop.2> K2^Iop.! (a)式(a)中，1。5.2為電流中的二次諧波，Iop.!為電流中的基波，K2為整定的二次諧波制動(dòng)系數(shù)；波形比較原理閉鎖判據(jù)，如式(b)；I'i+r i+180。I SKiri-I' i+180。I (b)式(b)中，在電流微分后的波形中，設(shè)微分電流的前半周上任一點(diǎn)的值為Γ i，后半周對(duì)應(yīng)點(diǎn)的值為r i+180. ;κ為不對(duì)稱度；對(duì)于任一相，如果不滿足式(a)且不滿足式(b)時(shí)，判斷為對(duì)應(yīng)相的故障電流；如果滿足式(a)，或者有1/4周期以上的點(diǎn)滿足式(b)，判斷為對(duì)應(yīng)相的勵(lì)磁涌流。所述K2為O. 15。所述K為O. 4。本發(fā)明的速斷保護(hù)方法方案是ー種中低壓速斷保護(hù)方法，當(dāng)過電流發(fā)生時(shí)，進(jìn)行勵(lì)磁涌流和故障電流判斷
二次諧波閉鎖判據(jù)，如式(a);Iop.2> K2*Iop.! (a)式(a)中，1。5.2為電流中的二次諧波，Iop.!為電流中的基波，K2為整定的二次諧波制動(dòng)系數(shù)；波形比較原理閉鎖判據(jù)，如式(b)；|l，i+r i+180。I≥ SKlri-I' i+180。I (b)式(b)中，在電流微分后的波形中，設(shè)微分電流的前半周上任一點(diǎn)的值為Γ i，后半周對(duì)應(yīng)點(diǎn)的值為r i+180.；低電壓開放判據(jù)min{Uab,Ubc, Uac} <Uk(c)式(c)中，min{Uab，Ubc，Uac}為三個(gè)線電壓中的最小值，Uk為低電壓門檻值；對(duì)于任一相，如果不滿足式(a)且不滿足式(b)時(shí)，開放對(duì)應(yīng)相的速斷保護(hù)；如果滿足式(a)，或者有1/4周期以上的點(diǎn)滿足式(b)，判斷(C)，若不滿足式(C)，則閉鎖對(duì)應(yīng)相的速斷保護(hù)，若滿足式(c )，開放三相的速斷保護(hù)。所述1(2為0. 15。所述K為O. 4。所述低電壓門檻值為70V。首先進(jìn)行二次諧波閉鎖判據(jù)與波形比較原理閉鎖判據(jù)的判斷，再進(jìn)行低電壓開放判據(jù)的判斷。一種采用涌流識(shí)別技術(shù)的中低壓線路速斷保護(hù)，解決配有大量配電變壓器的配電網(wǎng)中涌流引起線路保護(hù)誤動(dòng)的問題，可兼顧保護(hù)的靈敏性和可靠性及快速性。該技術(shù)方案是在線路自身的速斷保護(hù)過流判據(jù)基礎(chǔ)上(仍保留方向和低電壓閉鎖可選擇)，采用了二次諧波閉鎖判據(jù)和波形比較原理閉鎖判據(jù)相或邏輯，分相閉鎖，同時(shí)采取低電壓開放判據(jù)的涌流識(shí)別方法，該方法將配電網(wǎng)中線路手合或重合時(shí)的空投配電變壓器勵(lì)磁涌流和故障電流區(qū)分開來，從而保證速斷保護(hù)的可靠性，同時(shí)兼顧故障時(shí)速斷保護(hù)的快速性。


圖I為配電網(wǎng)絡(luò)示意圖；圖2為現(xiàn)有的中低壓線路速斷保護(hù)邏輯模塊圖(以A相為例)；圖3為本發(fā)明的中低壓線路速斷保護(hù)邏輯模塊圖(以A相為例)；圖4為線路合閘涌流的波形圖；圖5為圖4線路合閘涌流的二次諧波含量分析圖；圖6為圖4線路合閘涌流的不對(duì)稱度分析圖(不對(duì)稱度大于I時(shí)按I計(jì));圖7為圖4線路合閘涌流的波形比較閉鎖判別結(jié)果圖；圖8為圖4線路合閘涌流的電壓幅值圖；圖9為線路故障電流的波形圖；圖10為圖9線路故障電流的二次諧波含量分析圖；圖11為圖9線路故障電流的不對(duì)稱度分析圖(不對(duì)稱度大于I時(shí)按I計(jì))。圖12為圖9線路故障電流的波形比較閉鎖判別結(jié)果圖；圖13為圖9線路故障電流的電壓幅值圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)ー步詳細(xì)的說明。
涌流識(shí)別方法實(shí)施例本實(shí)施例給出的是分相識(shí)別勵(lì)磁涌流與故障電流的方法。過電流發(fā)生時(shí)進(jìn)行判斷，有兩個(gè)判據(jù)，即二次諧波閉鎖判據(jù)，采用電流中的二次諧波含量來識(shí)別勵(lì)磁涌流，如式(a)；Iop.2> K2^Iop.! (a)式(a)中，1。5.2為電流中的二次諧波，Iop.!為電流中的基波，K2為整定的二次諧波制動(dòng)系數(shù)；波形比較原理閉鎖判據(jù)，如式(b);采用電流微分后波形的前半周和后半周進(jìn)行比較來識(shí)別勵(lì)磁涌流。微分的目的是為了消除非周期分量的影響。I，i+r i+180。I SKiri-I' i+180。I (b) 式(b)中，在電流微分后的波形中，設(shè)微分電流的前半周上任一點(diǎn)的值為Γ i，后半周對(duì)應(yīng)點(diǎn)的值為Γ i+180. ;K為不對(duì)稱度；對(duì)于任一相，如果不滿足式(a)且不滿足式(b)時(shí)，判斷為對(duì)應(yīng)相的故障電流；如果滿足式(a)，或者有1/4周期以上的點(diǎn)滿足式(b)，則判斷為對(duì)應(yīng)相的勵(lì)磁涌流。保護(hù)方法實(shí)施例在以上涌流識(shí)別的基礎(chǔ)上，便能夠非常方便的進(jìn)行速斷保護(hù)。對(duì)于任一相，若為故障電流，則開放對(duì)應(yīng)相的保護(hù)，若判斷為涌流則進(jìn)一歩引入低電壓開放判據(jù)min {Uab, Ubc, Uac} <Uk (c)式(c)中，min {Uab, Ubc, Uac}為三個(gè)線電壓中的最小值，Uk為低電壓門濫值。如果滿足式(C)，開放三相速斷保護(hù)；如果不滿足式(C)，閉鎖對(duì)應(yīng)相保護(hù)。如圖I的配電網(wǎng)絡(luò)，原速斷保護(hù)流程如圖2，采用本發(fā)明方法的保護(hù)流程如圖3，本發(fā)明硬件可以直接采用現(xiàn)有微機(jī)線路保護(hù)的硬件裝置，軟件部分在原線路過流保護(hù)基礎(chǔ)上増加涌流識(shí)別模塊。涌流識(shí)別模塊又包含二次諧波閉鎖模塊和波形比較原理閉鎖模塊和低電壓開放模塊三個(gè)子模塊。如圖3，三個(gè)子模塊中，首先進(jìn)行二次諧波閉鎖模塊，然后是波形比較原理閉鎖模塊，最后是低電壓開放模塊，即首先分相判斷，對(duì)于某一相，如A相，首先判斷式(a)，然后式(b)，最后用式(C)判斷短路故障。作為其他實(shí)施方式，也可以按照順序(b) — (a) — (C)，或者，(C) — Ca) 一(b), (C) — (b) 一(a)。首先判斷(a)、(b)判斷比較節(jié)省時(shí)間。從圖4ー圖8，可見空載合閘出現(xiàn)線路合閘涌流時(shí)二次諧波制動(dòng)原理和波形比較判別相或后各相均可以可靠閉鎖保護(hù)。低電壓開放判別不會(huì)誤開放。從圖9ー圖13，可知單純線路故障時(shí)二次諧波制動(dòng)原理和波形比較判別相或后故障相僅在故障開始的20ms內(nèi)閉鎖保護(hù)，考慮到運(yùn)算處理數(shù)據(jù)窗的要求，不會(huì)對(duì)保護(hù)性能產(chǎn)生影響。對(duì)于遠(yuǎn)端故障或系統(tǒng)電源容量大系統(tǒng)阻抗小時(shí)，低電壓開放判別沒有開放。如圖Γ圖13所示，根據(jù)仿真實(shí)驗(yàn)及試運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，二次諧波制動(dòng)系數(shù)K2可整定為O. 15，不對(duì)稱度K可整定為O. 4。因本發(fā)明保護(hù)中低電壓元件主要是針對(duì)空投時(shí)涌流與故障的區(qū)分，不必考慮電網(wǎng)中電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)影響，只需躲開手合或重合線路空投配電變壓器時(shí)電壓來整定，故低電壓門檻值可取70V。
權(quán)利要求
1.一種涌流識(shí)別方法，其特征在于，當(dāng)過電流發(fā)生時(shí)，判斷下面的判據(jù)二次諧波閉鎖判據(jù)，如式(a)； lop. 2〉K2*Iop. I ( a) 式(a)中，It51x2為電流中的二次諧波，Iop.!為電流中的基波，K2為整定的二次諧波制動(dòng)系數(shù)； 波形比較原理閉鎖判據(jù)，如式(b)； ivr 剛。I SKiri-I' i+180。I (b) 式(b)中，在電流微分后的波形中，設(shè)微分電流的前半周上任一點(diǎn)的值為r i，后半周對(duì)應(yīng)點(diǎn)的值為I' i+180. ;K為不對(duì)稱度； 對(duì)于任一相，如果不滿足式(a)且不滿足式(b)時(shí)，判斷為對(duì)應(yīng)相的故障電流；如果滿足式(a)，或者有1/4周期以上的點(diǎn)滿足式(b)，判斷為對(duì)應(yīng)相的勵(lì)磁涌流。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種涌流識(shí)別方法，其特征在于，所述K2為0.15。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種涌流識(shí)別方法，其特征在于，所述K為0.4。
4.一種中低壓速斷保護(hù)方法，其特征在于，當(dāng)過電流發(fā)生時(shí)，進(jìn)行勵(lì)磁涌流和故障電流判斷 二次諧波閉鎖判據(jù)，如式(a)； lop. 2〉K2*Iop. I ( a) 式(a)中，It51x2為電流中的二次諧波，Iop.!為電流中的基波，K2為整定的二次諧波制動(dòng)系數(shù)； 波形比較原理閉鎖判據(jù)，如式(b)； ivr 剛。I SKiri-I' i+180。I (b) 式(b)中，在電流微分后的波形中，設(shè)微分電流的前半周上任一點(diǎn)的值為r i，后半周對(duì)應(yīng)點(diǎn)的值為r i+180.； 低電壓開放判據(jù)min{Uab, Ubc, Uac} <Uk(c) 式(c)中，min{Uab，Ubc, Uac}為三個(gè)線電壓中的最小值，Uk為低電壓門檻值；對(duì)于任一相，如果不滿足式(a)且不滿足式(b)時(shí)，開放對(duì)應(yīng)相的速斷保護(hù)；如果滿足式(a)，或者有1/4周期以上的點(diǎn)滿足式(b)，判斷(C)，若不滿足式(C)，則閉鎖對(duì)應(yīng)相的速斷保護(hù)，若滿足式(c )，開放三相的速斷保護(hù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的中低壓速斷保護(hù)方法，其特征在于，所述K2為0.15。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的中低壓速斷保護(hù)方法，其特征在于，所述K為0.4。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的中低壓速斷保護(hù)方法，其特征在于，所述低電壓門檻值為70V。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的中低壓速斷保護(hù)方法，其特征在于，首先進(jìn)行二次諧波閉鎖判據(jù)與波形比較原理閉鎖判據(jù)的判斷，再進(jìn)行低電壓開放判據(jù)的判斷。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種涌流識(shí)別方法和利用該方法的中低壓速斷保護(hù)方法，該技術(shù)方案是在線路自身的速斷保護(hù)過流判據(jù)基礎(chǔ)上(仍保留方向和低電壓閉鎖可選擇)，采用了二次諧波閉鎖判據(jù)和波形比較原理閉鎖判據(jù)相或邏輯，分相閉鎖，同時(shí)采取低電壓開放判據(jù)的涌流識(shí)別方法，該方法將配電網(wǎng)中線路手合或重合時(shí)的空投配電變壓器勵(lì)磁涌流和故障電流區(qū)分開來，從而保證速斷保護(hù)的可靠性，同時(shí)兼顧故障時(shí)速斷保護(hù)的快速性。
文檔編號(hào)G01R19/165GK102809681SQ20121027045
公開日2012年12月5日 申請(qǐng)日期2012年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月31日
發(fā)明者吳水蘭, 印吉景, 許云龍, 劉洋, 游建軍, 劉星 申請(qǐng)人:許繼集團(tuán)有限公司, 許繼電氣股份有限公司, 國家電網(wǎng)公司, 許昌許繼軟件技術(shù)有限公司