專利名稱：異步法ta飽和判別的繼電保護(hù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種繼電保護(hù)的方法，尤其是發(fā)電機(jī)和變壓器的異步法TA(電流互感器)飽和判別保護(hù)的方法。
背景技術(shù)：
繼電保護(hù)裝置是發(fā)電機(jī)、變壓器等大型裝置安全運行的重要部件，由于大型發(fā)電機(jī)變壓器組容量大，故障電流非周期分量衰減時間常數(shù)長，可能引起差動保護(hù)各側(cè)TA暫態(tài)不一致或飽和。變壓器差動各側(cè)TA特性不一致，必須考慮TA飽和問題，現(xiàn)有發(fā)電機(jī)的差動保護(hù)存在以下問題以往認(rèn)為—發(fā)電機(jī)差動采用保護(hù)級TA，并且TA同型；—區(qū)外故障電流倍數(shù)小，一次電流完全相同，二次不平衡差流??；因此，為提高內(nèi)部故障靈敏度，降低差動起始定值、比率制動系數(shù)。而實際情況是—發(fā)電機(jī)差動TA盡管同型，但兩側(cè)電纜長度可能不一致，部分機(jī)組TA不是真正同型TA；—區(qū)外故障電流倍數(shù)盡管小，但非周期分量衰減慢；結(jié)果，導(dǎo)致TA飽和，不平衡差流增大，差動保護(hù)屢有誤動發(fā)生；為了防止TA飽和導(dǎo)致的誤動，常規(guī)差動采用提高定值和采用流出電流判據(jù)的標(biāo)積制動式差動保護(hù)，但存在以下缺點提高定值會降低內(nèi)部故障靈敏度。
而采用流出電流判據(jù)的標(biāo)積制動式差動保護(hù)的不足是1.理論計算表明，在發(fā)電機(jī)內(nèi)部故障時，也有流出電流，存在拒動可能。
2.區(qū)外轉(zhuǎn)區(qū)內(nèi)故障時，拒動可能性增加。
對于變壓器來講，各側(cè)TA特性不一致，更易引起TA飽和，這樣可能會造成在區(qū)外故障時差動保護(hù)誤動。因此差動保護(hù)需有可靠的TA飽和判據(jù)。通過理論分析和實驗得知，TA在暫態(tài)飽和時諧波含量主要為二次諧波，波形明顯不對稱；穩(wěn)態(tài)飽和時則諧波含量主要為三次諧波。因此我們利用各側(cè)相電流諧波含量及波形特征來判斷TA飽和。
本發(fā)明的目的是提供一種全新的TA飽和判據(jù)，在區(qū)內(nèi)故障、區(qū)內(nèi)故障TA飽和時，使差動保護(hù)快速動作，在區(qū)外故障及區(qū)外故障TA飽和的情況下可靠制動，不會誤動。能可靠判別各側(cè)TA暫態(tài)不一致或飽和。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的在區(qū)內(nèi)故障的時候，發(fā)電機(jī)、變壓器差動的差電流和制動電流的工頻變化量是幾乎同時出現(xiàn)的。在區(qū)外故障的時候，如果發(fā)電機(jī)、變壓器差動各側(cè)TA沒有飽和，這時候只有制動電流的工頻變化量在故障瞬間出現(xiàn)，差電流是不會變化的。如果區(qū)外嚴(yán)重故障并導(dǎo)致TA飽和，在故障發(fā)生瞬間t0時刻，制動電流的工頻變化量也會同步出現(xiàn)，但此時由于TA還沒有飽和，則差電流的工頻變化量不會出現(xiàn)；而在t1時刻TA飽和的時候，制動電流的工頻變化量才出現(xiàn)。
由以上分析，本發(fā)明首次提出了根據(jù)差電流和制動電流的工頻變化量是否同步出現(xiàn)來判別是區(qū)外故障還是區(qū)內(nèi)故障，如果同步出現(xiàn)，判為區(qū)內(nèi)故障，不投抗飽和算法，使差動保護(hù)快速動作；如果制動電流的工頻變化量先出現(xiàn)，發(fā)電機(jī)的差電流變化量后出現(xiàn)判為區(qū)外故障，投入抗TA飽和算法，下式中兩式同時滿足，投入TA飽和判據(jù)，可以正確區(qū)分得TA飽和時間5ms左右。使發(fā)電機(jī)、變壓器差動保護(hù)不誤動。
區(qū)外故障判別判據(jù)ΔIr＞Ith1dI＜Ith2(1)ΔIr制動電流工頻變化量dI差電流工頻變化量Ith1，Ith2分別為制動電流和差電流的工頻變化量的判斷門檻。
抗TA飽和判據(jù)或算法是此為常規(guī)的方法，即利用變壓器、發(fā)電機(jī)差電流中諧波含量和波形特征來識別電流互感器的飽和。
·本發(fā)明的特點-區(qū)內(nèi)故障、區(qū)內(nèi)故障TA飽和，差動保護(hù)快速動作，不受飽和影響-區(qū)外故障，投入TA抗飽和判據(jù)，差動保護(hù)不會誤動
-允許TA飽和最快時間5ms-判據(jù)簡單實用，可靠性高本發(fā)明首次將異步法TA飽和判據(jù)引入到發(fā)電機(jī)、變壓器差動保護(hù)中，利用該原理和判據(jù)實現(xiàn)的微機(jī)發(fā)電機(jī)、變壓器差動保護(hù)提高了發(fā)電機(jī)內(nèi)部故障時保護(hù)的靈敏度，可以防止區(qū)外故障，TA飽和等異常工況下造成的誤動。
四

圖1為本發(fā)明異步法”TA飽和判別的繼電保護(hù)方法的邏輯框圖，圖中先判差電流和制動電流的工頻變化量是否同步，如同步出現(xiàn)，判為區(qū)內(nèi)故障，使差動快速動作；如制動電流的工頻變化量先出現(xiàn)，發(fā)電機(jī)的差電流變化量后出現(xiàn)判為區(qū)外故障，投入抗TA飽和算法利用變壓器、發(fā)電機(jī)差電流中諧波含量和波形特征來識別電流互感器的飽和。
五具體實施例方式
本發(fā)明可以用微機(jī)保護(hù)裝置來實現(xiàn)，微機(jī)保護(hù)裝置已經(jīng)是本技術(shù)領(lǐng)域常用的裝置(可以參見本申請人的CN99114518和CN93114341等)。發(fā)電機(jī)、變壓器微機(jī)保護(hù)裝置的可以將差電流的變化量和制動電流的工頻變化量均輸入，并進(jìn)行判斷、延時、快速動作。
區(qū)內(nèi)發(fā)生嚴(yán)重故障時(如出口三相短路)，TA也可能出現(xiàn)飽和。這時要求保護(hù)要快速動作，裝置除了有差動速斷保護(hù)外，還設(shè)有一高制動系數(shù)、高啟動定值的比例差動保護(hù)，利用其本身的制動特性提高抗區(qū)外故障時的TA飽和的能力，而在區(qū)內(nèi)故障TA飽和時能夠快速動作。
權(quán)利要求
1.異步法TA飽和判別的繼電保護(hù)方法，其特征是由差電流和制動電流的工頻變化量是否同步出現(xiàn)來判別是區(qū)外故障還是區(qū)內(nèi)故障，如果同步出現(xiàn)，判為區(qū)內(nèi)故障，不投抗飽和算法，使差動快速動作；如果制動電流的工頻變化量先出現(xiàn)，發(fā)電機(jī)的差電流變化量后出現(xiàn)判為區(qū)外故障，投入抗TA飽和算法，即下式中兩式同時滿足，延時，投入TA飽和判據(jù)，可以正確區(qū)分得TA飽和時間5ms左右區(qū)外故障判別判據(jù)ΔIr＞Ith1dI＜Ith2(1)ΔIr制動電流工頻變化量dI差電流工頻變化量Ith1，Ith2分別為制動電流和差電流的工頻變化量的判斷門檻。
2.由權(quán)利要求1所述的異步法TA飽和判別的繼電保護(hù)方法，其特征是延時5ms左右，投入TA飽和判據(jù)，可以正確區(qū)分得TA飽和時間。
3.由權(quán)利要求1所述的異步法TA飽和判別的繼電保護(hù)方法，其特征是除了有差動速斷保護(hù)外，還設(shè)有一高制動系數(shù)、高啟動定值的比例差動保護(hù)，利用其本身的制動特性提高抗區(qū)外故障時的TA飽和的能力，而在區(qū)內(nèi)故障TA飽和時能夠快速動作。
全文摘要
異步法TA飽和判別的繼電保護(hù)方法，出差電流和制動電流的工頻變化量是否同步出現(xiàn)來判別是區(qū)外故障還是區(qū)內(nèi)故障，如果同步出現(xiàn)，判為區(qū)內(nèi)故障，不投抗飽和算法，使差動快速動作；如果制動電流的工頻變化量先出現(xiàn)，發(fā)電機(jī)的差電流變化量后出現(xiàn)判為區(qū)外故障，投入抗TA飽和算法，即文中兩式同時滿足，延時，投入TA飽和判據(jù)，可以正確區(qū)分得TA飽和時間5ms左右。本發(fā)明提供了一種全新的TA飽和判據(jù)，在區(qū)內(nèi)故障、區(qū)內(nèi)故障TA飽和時，使差動保護(hù)快速動作，在區(qū)外故障及區(qū)外故障TA飽和的情況下可靠制動，不會誤動。能可靠判別各側(cè)TA暫態(tài)不一致或飽和。
文檔編號H02H7/06GK1419326SQ0213848
公開日2003年5月21日 申請日期2002年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月24日
發(fā)明者鄭玉平, 沈全榮, 李力, 沈國榮 申請人:南京南瑞繼保電氣有限公司