本發(fā)明屬于電力工程的繼電保護(hù)自動(dòng)化領(lǐng)域，用于提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠性，特別涉及一種智能變電站站域差動(dòng)保護(hù)方法。

背景技術(shù)：
變電站（Substation）是把一些電力裝置組合起來(lái)，用以變換電壓、接受和分配電能、控制電力的流向和調(diào)整電壓的電力設(shè)施。在電力系統(tǒng)中，變電站是輸電和配電的集結(jié)點(diǎn)。變電站主要組成為：饋電線（進(jìn)線、出線）和母線，隔離開(kāi)關(guān)，接地開(kāi)關(guān)，斷路器，電力變壓器（主變），電壓互感器TV（PT）、電流互感器TA(CT），避雷針。變電站主要可分為：樞紐變電站、終端變電站；升壓變電站、降壓變電站；電力系統(tǒng)的變電站、工礦變電站、鐵路變電站(27.5kV、50Hz）；1000kV、750kV、500kV、330kV、220kV、110kV、66kV、35kV、10kV、6.3kV等電壓等級(jí)的變電站；10kV開(kāi)閉所；箱式變電站。目前，變電站已經(jīng)普遍采用光纖通信技術(shù)，同步精度已能夠滿足保護(hù)的要求，高速發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)滿足了日益增加的對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸能力和安全、可靠性能的需求，IEC61850標(biāo)準(zhǔn)也有效地解決了原有系統(tǒng)信息集成和共享的復(fù)雜程度和技術(shù)實(shí)現(xiàn)問(wèn)題，這些先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用為智能變電站的信息共享奠定了基礎(chǔ)，也為站域差動(dòng)保護(hù)的研究、實(shí)施提供了可能性。利用智能變電站內(nèi)信息可靈活共享的特點(diǎn)，以變電站整體作為被保護(hù)對(duì)象，利用全站輸入、輸出各元件的電壓、電流信息及設(shè)備動(dòng)作、狀態(tài)等信息集中決策，完成站域差動(dòng)保護(hù)的信息采集，實(shí)現(xiàn)全站集中式差動(dòng)后備保護(hù)功能。目前，中國(guó)電力系統(tǒng)中，在智能變電站差動(dòng)保護(hù)方法上，都是采用整站保護(hù)方式。也就是說(shuō)，當(dāng)差動(dòng)保護(hù)方法判斷出現(xiàn)故障時(shí)，會(huì)控制整個(gè)變電站的斷路器動(dòng)作，從而起到保護(hù)變電站的目的。例如，中國(guó)專利號(hào)為200910025578.1的發(fā)明專利公開(kāi)的一種采樣值差動(dòng)電流啟動(dòng)的相量差動(dòng)保護(hù)方法，這種保護(hù)方法結(jié)合了采樣值差動(dòng)和相量差動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，具有較高的抗干擾性和可靠性，但是依舊是通過(guò)控制整站輸入或輸出的方式來(lái)達(dá)到保護(hù)變電站的目的。這種保護(hù)方法，雖然起到了保護(hù)整個(gè)變電站的作用，但是也影響了整個(gè)變電站覆蓋范圍內(nèi)的供電，并不能有針對(duì)性地控制變電站內(nèi)某個(gè)或某些發(fā)生故障變壓器的工作狀態(tài)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述不足提供一種既能全面保護(hù)變電站，又能有針對(duì)性地關(guān)閉故障變壓器，對(duì)用戶影響范圍小的智能變電站站域差動(dòng)保護(hù)方法。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本智能變電站站域差動(dòng)保護(hù)方法包括以變電站為主的大差動(dòng)保護(hù)模式和以各變壓器為主的兩個(gè)以上的小差動(dòng)保護(hù)模式，大差動(dòng)保護(hù)模式為啟動(dòng)元件，任一小差動(dòng)保護(hù)模式為動(dòng)作元件，當(dāng)上述兩個(gè)條件同時(shí)滿足時(shí)，差動(dòng)保護(hù)出口動(dòng)作，小差動(dòng)保護(hù)模式還是故障選擇元件。本智能變電站站域差動(dòng)保護(hù)方法是通過(guò)雙差動(dòng)保護(hù)模式來(lái)實(shí)現(xiàn)既能全面保護(hù)變電站，又能有針對(duì)性地關(guān)閉故障變壓器，對(duì)用戶影響范圍小的。雙差動(dòng)保護(hù)模式主要是指在本智能變電站站域差動(dòng)保護(hù)方法中包含有兩套差動(dòng)保護(hù)模式，即大差動(dòng)保護(hù)模式和小差動(dòng)保護(hù)模式。為方便敘述，將大差動(dòng)保護(hù)模式稱為大差或大差模式，將小差動(dòng)保護(hù)模式稱為小差或小差模式。大差模式的保護(hù)范圍以變電站為主，也就是說(shuō)整個(gè)變電站都是大差模式的保護(hù)對(duì)象保護(hù)保護(hù)范圍，因此大差模式的數(shù)量只有一套。小差模式的保護(hù)對(duì)象或保護(hù)范圍是變電站內(nèi)的單臺(tái)變壓器及其相關(guān)設(shè)備。變電站中有幾臺(tái)變壓器就有幾套小差模式，每套小差模式只保護(hù)與其相對(duì)應(yīng)的變壓器及其相關(guān)設(shè)備。在本智能變電站站域差動(dòng)保護(hù)方法中，大差模式作為啟動(dòng)元件，用以區(qū)分變電站區(qū)內(nèi)外故障。而小差模式即是動(dòng)作元件，也是故障選擇元件。本雙差動(dòng)保護(hù)模式的工作過(guò)程為：正常運(yùn)行方式下，當(dāng)大差模式和某一小差模式均滿足判據(jù)時(shí)，跳開(kāi)小差模式對(duì)應(yīng)變壓器的高壓側(cè)斷路器、中壓側(cè)納入本小差模式的支路斷路器、中壓側(cè)母線母聯(lián)斷路器、低壓側(cè)斷路器和低壓側(cè)母線分段斷路器。若僅大差模式滿足動(dòng)作判據(jù)，經(jīng)延時(shí)后跳開(kāi)中壓側(cè)所有元件。由上述過(guò)程可知，當(dāng)變電站發(fā)生故障時(shí)，啟動(dòng)元件滿足，大差模式啟動(dòng)。當(dāng)任一變壓器發(fā)生故障時(shí)，與該變壓器對(duì)應(yīng)的小差模式動(dòng)作，本雙差動(dòng)保護(hù)模式出口動(dòng)作。本雙差動(dòng)保護(hù)模式出口動(dòng)作后，選擇該動(dòng)作的小差模式作為故障選擇元件，并控制其對(duì)應(yīng)變壓器的高壓側(cè)斷路器、中壓側(cè)納入本小差模式的支路斷路器、中壓側(cè)母線母聯(lián)斷路器、低壓側(cè)斷路器和低壓側(cè)母線分段斷路器。這樣，變電站出現(xiàn)故障時(shí)，本智能變電站站域差動(dòng)保護(hù)方法會(huì)準(zhǔn)確地判據(jù)出現(xiàn)故障的變壓器，并只切斷該變壓器的輸入輸出線路，不會(huì)切斷整個(gè)變電站的輸入輸出線路，這樣，同一變電站內(nèi)其他未出現(xiàn)故障的變壓器的運(yùn)行將不受影響，保證了變電站的工作可靠性和供電的穩(wěn)定性。作為一種實(shí)現(xiàn)方式，大差動(dòng)保護(hù)模式范圍界定于變電站各臺(tái)變壓器高壓側(cè)電流、中壓側(cè)和低壓側(cè)母線上所有出線電流（不包括母聯(lián)、分段），小差動(dòng)保護(hù)模式范圍界定于對(duì)應(yīng)變壓器高壓側(cè)電流、對(duì)應(yīng)主變中壓側(cè)和低壓側(cè)所連接母線上所有出線電流（包括母聯(lián)、分段）。將大差動(dòng)保護(hù)模式的覆蓋范圍界定于變電站內(nèi)各臺(tái)變壓器高壓側(cè)電流、中壓側(cè)和低壓側(cè)母線上所有出線電流（不包括母聯(lián)、分段），就是將大差動(dòng)保護(hù)模式的保護(hù)范圍設(shè)定在變電站內(nèi)各臺(tái)變壓器高壓側(cè)、中壓側(cè)和低壓側(cè)，也就是整座變電站的高壓側(cè)、中壓側(cè)和低壓側(cè)。大差動(dòng)保護(hù)模式會(huì)根據(jù)設(shè)定在變電站內(nèi)各臺(tái)變壓器高壓側(cè)、中壓側(cè)和低壓側(cè)上電流互感器反饋回來(lái)的電流信號(hào)進(jìn)行啟動(dòng)元件的判據(jù)。相對(duì)的，將小差動(dòng)保護(hù)模式的覆蓋范圍界定于對(duì)應(yīng)變壓器高壓側(cè)電流、對(duì)應(yīng)主變中壓側(cè)和低壓側(cè)所連接母線上所有出線電流（包括母聯(lián)、分段），就是將小差動(dòng)保護(hù)模式的保護(hù)范圍設(shè)定在變電站內(nèi)對(duì)應(yīng)變壓器為中心，以對(duì)應(yīng)變壓器的高壓側(cè)、中壓側(cè)和低壓側(cè)為邊界的范圍，也就是通過(guò)設(shè)置在對(duì)應(yīng)變壓器高壓側(cè)、中壓側(cè)和低壓側(cè)電流互感器反饋回來(lái)的電流信號(hào)進(jìn)行動(dòng)作條件的判據(jù)。將大差和小差的范圍設(shè)定后，通過(guò)大差判據(jù)變電站出現(xiàn)故障時(shí)，會(huì)根據(jù)小差的判據(jù)來(lái)切除該小差對(duì)應(yīng)的發(fā)生故障的變壓器，解決了傳統(tǒng)保護(hù)方式中將整套變電站切斷的弊端，有效避免了因?yàn)橐慌_(tái)變壓器故障而影響同一變電站內(nèi)其他變壓器的運(yùn)行，提高了變電站的供電可靠性。本專利還包括步驟1、數(shù)據(jù)選擇和處理定義兩臺(tái)主變，主變高、中壓側(cè)為雙母線接線，主變低壓側(cè)為單母分段接線；定義站域差動(dòng)保護(hù)保護(hù)范圍為兩臺(tái)主變+中壓側(cè)出線+低壓側(cè)出線；為實(shí)現(xiàn)站域差動(dòng)保護(hù)功能，保護(hù)需要獲取到的交流模擬量數(shù)據(jù)如下電流采樣數(shù)據(jù)為主變高壓側(cè)CT、主變中壓側(cè)CT、中壓側(cè)母線出線CT、中壓側(cè)母聯(lián)CT、低壓側(cè)母線出線CT和低壓側(cè)分段CT電流采樣數(shù)據(jù)；上述電流采樣數(shù)據(jù)用于構(gòu)成站域差動(dòng)保護(hù)的各個(gè)差動(dòng)元件；電壓采樣數(shù)據(jù)為主變中壓側(cè)兩段母線電壓、主變低壓側(cè)兩段母線電壓；步驟2、大差元件的數(shù)據(jù)選擇大差元件作為啟動(dòng)元件或故障啟動(dòng)元件，用以區(qū)分站域保護(hù)區(qū)內(nèi)外故障；大差的保護(hù)范圍為兩臺(tái)主變+中壓側(cè)母線+低壓側(cè)母線；構(gòu)成大差動(dòng)保護(hù)模式的數(shù)據(jù)為：高壓側(cè)電流：采用兩臺(tái)主變高壓側(cè)CT采集電流的矢量和；中壓側(cè)電流：采用不含主變支路和母聯(lián)的中壓側(cè)母線各支路CT采集電流的矢量和；低壓側(cè)電流：采用不含主變支路和分段的低壓側(cè)母線各支路CT采集電流的矢量和；步驟3、小差元件的數(shù)據(jù)選擇小差元件用作故障選擇元件，每個(gè)小差元件的保護(hù)范圍為每臺(tái)主變+對(duì)應(yīng)的部分中壓側(cè)母線和低壓側(cè)母線；構(gòu)成每個(gè)小差元件差動(dòng)保護(hù)的數(shù)據(jù)為：高壓側(cè)電流：采用本主變高壓側(cè)CT采集電流；中壓側(cè)電流：采用本主變連接的中壓側(cè)某一段不含本主變支路的母線各支路和母聯(lián)CT采集電流的矢量和；低壓側(cè)電流：采用本主變連接的低壓側(cè)某一段不含本主變支路的母線各支路和分段CT采集電流的矢量和；步驟4、數(shù)據(jù)計(jì)算針對(duì)中壓側(cè)電流采樣數(shù)據(jù)的選取，采用專用邏輯實(shí)現(xiàn)，實(shí)時(shí)跟蹤主變支路的連接狀態(tài)，根據(jù)主變支路具體連接母線確定需要納入本小差元件的出線CT；母聯(lián)支路固定納入兩個(gè)小差元件；裝置母聯(lián)CT的極性設(shè)置同Ⅰ母連接支路，當(dāng)計(jì)入Ⅱ母對(duì)應(yīng)小差元件時(shí)，固定將對(duì)應(yīng)的采樣數(shù)據(jù)取反；中壓側(cè)小差電流的計(jì)算公式如下：其中，為1#小差元件的“中壓側(cè)小差電流”；為2#小差元件的“中壓側(cè)小差電流”，為小差元件保護(hù)范圍內(nèi)中壓側(cè)的支路電流，=1，2,3等自然數(shù)；式中，中壓側(cè)小差電流的計(jì)算引入含母聯(lián)支路而不含主變支路的中壓母線各支路1#小差元件關(guān)聯(lián)系數(shù)即第j元件對(duì)1#小差元件的關(guān)聯(lián)系數(shù)、2#小差元件關(guān)聯(lián)系數(shù)即第j元件對(duì)2#小差元件的關(guān)聯(lián)系數(shù)；電流的計(jì)算均按照一次電流值進(jìn)行；低壓側(cè)母線采用單母分段主接線方式，母線上所有支路固定連接，可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際接線預(yù)設(shè)每個(gè)小差元件需要計(jì)入的支路CT，其中分段CT固定計(jì)入兩個(gè)小差元件；分段CT的極性同Ⅰ母連接支路，當(dāng)計(jì)入Ⅱ母對(duì)應(yīng)小差元件時(shí)，固定將對(duì)應(yīng)的采樣數(shù)據(jù)取反；站域差動(dòng)保護(hù)由比率差動(dòng)、增量差動(dòng)、差動(dòng)速斷、差動(dòng)電流越限告警組成；步驟5、消除變電站各側(cè)電流幅值相位差異利用數(shù)字方法對(duì)變比和相位進(jìn)行補(bǔ)償，變電站各側(cè)電流的方向都以指向變壓器為正方向，各側(cè)CT二次電流相位由軟件調(diào)整，采用Y→△的轉(zhuǎn)換方式，Y側(cè)進(jìn)行相位調(diào)整；對(duì)于Y/Y/△-12-11的變壓器或Y/Y/Y-12-12的變壓器，Y側(cè)轉(zhuǎn)換公式為對(duì)于Y/Y/△-12-1的變壓器，Y側(cè)轉(zhuǎn)換公式為為Y側(cè)未轉(zhuǎn)換前的電流，為校正后的各相電流；步驟6、比率差動(dòng)動(dòng)作計(jì)算低定值：高定值：為差動(dòng)電流，為差動(dòng)保護(hù)啟動(dòng)電流定值，為制動(dòng)電流，S為比率制動(dòng)系數(shù)，為差動(dòng)保護(hù)的基準(zhǔn)電流，以高壓側(cè)額定電流為基準(zhǔn)，各側(cè)電流的方向都以指向變壓器為正方向；（1）對(duì)于兩側(cè)差動(dòng)分別為變壓器高、低壓側(cè)電流互感器二次側(cè)的電流；（2）對(duì)于三側(cè)及以上數(shù)側(cè)的差動(dòng)式中：3≤k≤4，分別為變電站各側(cè)電流互感器二次側(cè)的電流；步驟7、勵(lì)磁涌流判據(jù)勵(lì)磁涌流判據(jù)主要包括二次諧波方式和波形比較方式，并可通過(guò)控制字選擇；當(dāng)“二次諧波制動(dòng)”控制字整定為1時(shí)，采用二次諧波方式閉鎖，整定為0時(shí)，采用波形比較方式閉鎖。步驟8、波形比較判據(jù)能根據(jù)變電站的不同工況自動(dòng)選擇差動(dòng)電流或相電流計(jì)算波形的不對(duì)稱度，計(jì)算出勵(lì)磁涌流的波形不對(duì)稱度，判別方程如下式中：為差動(dòng)電流采樣點(diǎn)的不對(duì)稱度值，為對(duì)應(yīng)差動(dòng)電流采樣點(diǎn)的對(duì)稱度值，K為某一固定系數(shù)；如果某相差動(dòng)電流滿足上式，閉鎖本相差動(dòng)保護(hù)。所述大差動(dòng)保護(hù)模式由比率差動(dòng)、增量差動(dòng)、差動(dòng)速斷、差動(dòng)電流越限告警構(gòu)成。所述小差動(dòng)保護(hù)模式由比率差動(dòng)、增量差動(dòng)、差動(dòng)速斷、差動(dòng)電流越限告警構(gòu)成。比率差動(dòng)，又稱比率制動(dòng)差動(dòng)保護(hù)，在工作時(shí)不會(huì)考慮電流互感器飽和及電流互感器暫態(tài)特性不一致的情況，因此設(shè)置比率差動(dòng)后可以增強(qiáng)本智能變電站站域差動(dòng)保護(hù)方法的通用性或抗干擾性能。增量差動(dòng)不受正常運(yùn)行的負(fù)荷電流的影響，還可以解決變壓器輕微的匝間故障及高阻接地故障，有助于提高運(yùn)行可靠性。配置差動(dòng)速斷保護(hù)，可以瞬時(shí)動(dòng)作，跳開(kāi)各側(cè)斷路器，特別適合快速切除變電站嚴(yán)重的內(nèi)部故障。差動(dòng)電流越限告警就是設(shè)置延時(shí)保護(hù)，這樣可以濾除一些瞬時(shí)突變的電流信號(hào)，有助于降低誤動(dòng)作的幾率，提高了運(yùn)行可靠性。綜上所述，采用這種方式的智能變電站站域差動(dòng)保護(hù)方法，既能全面保護(hù)變電站，又能有針對(duì)性地關(guān)閉故障變壓器，對(duì)用電用戶影響范圍小，特別適合設(shè)有兩臺(tái)及以上變壓器的變電站使用。附圖說(shuō)明結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明：圖1為本發(fā)明中變電站的電氣原理圖；圖2為本發(fā)明中大差的保護(hù)范圍示意圖；圖3為本發(fā)明中第一個(gè)小差的保護(hù)范圍示意圖；圖4為本發(fā)明中第二個(gè)小差的保護(hù)范圍示意圖；圖5為比率差動(dòng)的動(dòng)作特性圖；圖6為比率差動(dòng)保護(hù)邏輯圖；圖7為增量差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作特性圖；圖8為增量差動(dòng)保護(hù)邏輯圖；圖9為差動(dòng)速斷保護(hù)邏輯圖；圖10差動(dòng)電流越限保護(hù)邏輯圖。具體實(shí)施方式如圖1所示，該智能變電站站域差動(dòng)保護(hù)方法包括以變電站為主的大差動(dòng)保護(hù)模式和以各變壓器為主的兩個(gè)以上的小差動(dòng)保護(hù)模式，大差動(dòng)保護(hù)模式為啟動(dòng)元件，任一小差動(dòng)保護(hù)模式為動(dòng)作元件，當(dāng)上述兩個(gè)條件同時(shí)滿足時(shí)，差動(dòng)保護(hù)出口動(dòng)作，小差動(dòng)保護(hù)模式還是故障選擇元件。在本智能變電站站域差動(dòng)保護(hù)方法中包含有兩套差動(dòng)保護(hù)模式，即大差動(dòng)保護(hù)模式和小差動(dòng)保護(hù)模式。為方便敘述，將大差動(dòng)保護(hù)模式稱為大差或大差模式，將小差動(dòng)保護(hù)模式稱為小差或小差模式。大差模式的保護(hù)范圍以變電站為主，也就是說(shuō)整個(gè)變電站都是大差模式的保護(hù)對(duì)象保護(hù)保護(hù)范圍，因此大差模式的數(shù)量只有一套。小差模式的保護(hù)對(duì)象或保護(hù)范圍是變電站內(nèi)的單臺(tái)變壓器及其相關(guān)設(shè)備。變電站中有幾臺(tái)變壓器就有幾套小差模式，每套小差模式只保護(hù)與其相對(duì)應(yīng)的變壓器及其相關(guān)設(shè)備。在本智能變電站站域差動(dòng)保護(hù)方法中，大差模式作為啟動(dòng)元件，用以區(qū)分變電站區(qū)內(nèi)外故障。而小差模式即是動(dòng)作元件，也是故障選擇元件。本智能變電站站域差動(dòng)保護(hù)方法的保護(hù)過(guò)程為：正常運(yùn)行方式下，當(dāng)大差模式和某一小差模式均滿足判據(jù)時(shí)，跳開(kāi)小差模式對(duì)應(yīng)變壓器的高壓側(cè)斷路器、中壓側(cè)納入本小差模式的支路斷路器、中壓側(cè)母線母聯(lián)斷路器、低壓側(cè)斷路器和低壓側(cè)母線分段斷路器。若僅大差模式滿足動(dòng)作判據(jù)，經(jīng)延時(shí)后跳開(kāi)中壓側(cè)所有元件。由上述過(guò)程可知，當(dāng)變電站發(fā)生故障時(shí)，啟動(dòng)元件滿足，大差模式啟動(dòng)。當(dāng)任一變壓器發(fā)生故障時(shí)，與該變壓器對(duì)應(yīng)的小差模式動(dòng)作，本雙差動(dòng)保護(hù)模式出口動(dòng)作。本雙差動(dòng)保護(hù)模式出口動(dòng)作后，選擇該動(dòng)作的小差模式作為故障選擇元件，并控制其對(duì)應(yīng)變壓器的高壓側(cè)斷路器、中壓側(cè)納入本小差模式的支路斷路器、中壓側(cè)母線母聯(lián)斷路器、低壓側(cè)斷路器和低壓側(cè)母線分段斷路器。這樣，變電站出現(xiàn)故障時(shí)，本智能變電站站域差動(dòng)保護(hù)方法會(huì)準(zhǔn)確地判據(jù)出現(xiàn)故障的變壓器，并只切斷該變壓器的輸入輸出線路，不會(huì)切斷整個(gè)變電站的輸入輸出線路，這樣，同一變電站內(nèi)其他未出現(xiàn)故障的變壓器的運(yùn)行將不受影響，保證了變電站的工作可靠性和供電的穩(wěn)定性。作為一種實(shí)現(xiàn)方式，大差動(dòng)保護(hù)模式范圍界定于變電站各臺(tái)變壓器高壓側(cè)電流、中壓側(cè)和低壓側(cè)母線上所有出線電流，不包括母聯(lián)、分段，小差動(dòng)保護(hù)模式范圍界定于對(duì)應(yīng)變壓器高壓側(cè)電流、對(duì)應(yīng)主變中壓側(cè)和低壓側(cè)所連接母線上所有出線電流，包括母聯(lián)、分段。將大差動(dòng)保護(hù)模式的覆蓋范圍界定于變電站內(nèi)各臺(tái)變壓器高壓側(cè)電流、中壓側(cè)和低壓側(cè)母線上所有出線電流，不包括母聯(lián)、分段，就是將大差動(dòng)保護(hù)模式的保護(hù)范圍設(shè)定在變電站內(nèi)各臺(tái)變壓器高壓側(cè)、中壓側(cè)和低壓側(cè)，也就是整座變電站的高壓側(cè)、中壓側(cè)和低壓側(cè)。大差動(dòng)保護(hù)模式會(huì)根據(jù)設(shè)定在變電站內(nèi)各臺(tái)變壓器高壓側(cè)、中壓側(cè)和低壓側(cè)上電流互感器反饋回來(lái)的電流信號(hào)進(jìn)行啟動(dòng)元件的判據(jù)。相對(duì)的，將小差動(dòng)保護(hù)模式的覆蓋范圍界定于對(duì)應(yīng)變壓器高壓側(cè)電流、對(duì)應(yīng)主變中壓側(cè)和低壓側(cè)所連接母線上所有出線電流，包括母聯(lián)、分段，就是將小差動(dòng)保護(hù)模式的保護(hù)范圍設(shè)定在變電站內(nèi)對(duì)應(yīng)變壓器為中心，以對(duì)應(yīng)變壓器的高壓側(cè)、中壓側(cè)和低壓側(cè)為邊界的范圍，也就是通過(guò)設(shè)置在對(duì)應(yīng)變壓器高壓側(cè)、中壓側(cè)和低壓側(cè)電流互感器反饋回來(lái)的電流信號(hào)進(jìn)行動(dòng)作條件的判據(jù)。將大差和小差的范圍設(shè)定后，通過(guò)大差判據(jù)變電站出現(xiàn)故障時(shí)，會(huì)根據(jù)小差的判據(jù)來(lái)切除該小差對(duì)應(yīng)的發(fā)生故障的變壓器，解決了傳統(tǒng)保護(hù)方式中將整套變電站切斷的弊端，有效避免了因?yàn)橐慌_(tái)變壓器故障而影響同一變電站內(nèi)其他變壓器的運(yùn)行，提高了變電站的供電可靠性。為方便敘述，將將本智能變電站站域差動(dòng)保護(hù)方法，簡(jiǎn)稱為站域差動(dòng)保護(hù)方法，或簡(jiǎn)稱為站域差動(dòng)保護(hù)。站域差動(dòng)保護(hù)基于變電站全部采用電子式電流互感器實(shí)現(xiàn)，作為整個(gè)變電站的集中式后備保護(hù)，能反映母線內(nèi)部的相間短路故障和單相短路故障，也能反映變壓器（簡(jiǎn)稱主變）內(nèi)部的相間短路故障、高壓側(cè)和中壓側(cè)單相短路故障及匝間短路故障。站域差動(dòng)保護(hù)以變壓器差動(dòng)保護(hù)原理為基礎(chǔ)，設(shè)置變電站大差及各臺(tái)變壓器小差。大差由變電站各臺(tái)主變高壓側(cè)電流、中壓側(cè)和低壓側(cè)母線上所有出線電流構(gòu)成（不包括母聯(lián)、分段），小差由本臺(tái)主變高壓側(cè)電流、中壓側(cè)和低壓側(cè)本臺(tái)主變所連接母線上所有出線電流構(gòu)成（包括母聯(lián)、分段）。大差作為啟動(dòng)元件，用以區(qū)分變電站區(qū)內(nèi)外故障，小差為故障選擇元件。站域差動(dòng)保護(hù)由比率差動(dòng)、增量差動(dòng)、差動(dòng)速斷、差動(dòng)電流越限告警組成。1、數(shù)據(jù)選擇和處理如圖1所示，圖中標(biāo)識(shí)了變電站主接線圖，含兩臺(tái)主變，主變高、中壓側(cè)為雙母線接線，主變低壓側(cè)為單母分段接線。定義站域差動(dòng)保護(hù)保護(hù)范圍為兩臺(tái)主變+中壓側(cè)出線+低壓側(cè)出線。為實(shí)現(xiàn)站域差動(dòng)保護(hù)功能，保護(hù)需要獲取到的交流模擬量數(shù)據(jù)如下：電流采樣數(shù)據(jù)：主變高壓側(cè)CT（CT11、CT21）、主變中壓側(cè)CT（CT12、CT22）、中壓側(cè)母線出線CT（CT202，┄，CT20m）、中壓側(cè)母聯(lián)CT（CT201）、低壓側(cè)母線出線CT（CT302，┄，CT30n）和低壓側(cè)分段CT（CT301）電流采樣數(shù)據(jù)；上述電流采樣數(shù)據(jù)用于構(gòu)成站域差動(dòng)保護(hù)的各個(gè)差動(dòng)元件。電壓采樣數(shù)據(jù)：主變中壓側(cè)兩段母線電壓、主變低壓側(cè)兩段母線電壓。獲取電壓數(shù)據(jù)主要用于實(shí)現(xiàn)充電過(guò)程中保護(hù)功能。大差元件的數(shù)據(jù)選擇大差元件作為啟動(dòng)元件或故障啟動(dòng)元件，用以區(qū)分站域保護(hù)區(qū)內(nèi)外故障。如圖2所示，大差的保護(hù)范圍為兩臺(tái)主變+中壓側(cè)母線+低壓側(cè)母線。構(gòu)成大差動(dòng)保護(hù)模式的數(shù)據(jù)為：高壓側(cè)電流：采用兩臺(tái)主變高壓側(cè)CT（CT11、CT21）采集電流的矢量和；中壓側(cè)電流：采用不含主變支路和母聯(lián)的中壓側(cè)母線各支路CT采集電流的矢量和；低壓側(cè)電流：采用不含主變支路和分段的低壓側(cè)母線各支路CT采集電流的矢量和。小差元件的數(shù)據(jù)選擇小差元件用作故障選擇元件。如圖3、圖4所示，每個(gè)小差元件的保護(hù)范圍為每臺(tái)主變+對(duì)應(yīng)的部分中壓側(cè)母線和低壓側(cè)母線。圖中虛框范圍內(nèi)為中壓側(cè)“模糊保護(hù)范圍”，主要因?yàn)橹髯冎袎簜?cè)出線采用雙母線接線方式，這種接線方式?jīng)Q定了母線上所有連接支路都可以在運(yùn)行過(guò)程中進(jìn)行切換，這就決定了每個(gè)小差元件保護(hù)范圍也不固定，根據(jù)實(shí)際運(yùn)行方式的改變而動(dòng)態(tài)發(fā)生變化。每個(gè)小差元件選取的電流也隨著母線運(yùn)行方式的改變而改變。構(gòu)成每個(gè)小差元件差動(dòng)保護(hù)的數(shù)據(jù)為：高壓側(cè)電流：采用本主變高壓側(cè)CT（如CT11）采集電流；中壓側(cè)電流：采用本主變連接的中壓側(cè)某一段不含本主變支路的母線各支路和母聯(lián)CT采集電流的矢量和；低壓側(cè)電流：采用本主變連接的低壓側(cè)某一段不含本主變支路的母線各支路和分段CT采集電流的矢量和；針對(duì)中壓側(cè)電流采樣數(shù)據(jù)的選取，采用專用邏輯實(shí)現(xiàn)：實(shí)時(shí)跟蹤主變支路的連接狀態(tài)，根據(jù)主變支路具體連接母線確定需要納入本小差元件的出線CT；應(yīng)注意的是，母聯(lián)支路固定納入兩個(gè)小差元件。裝置母聯(lián)CT的極性設(shè)置同Ⅰ母連接支路，當(dāng)計(jì)入Ⅱ母對(duì)應(yīng)小差元件時(shí)，固定將對(duì)應(yīng)的采樣數(shù)據(jù)取反；中壓側(cè)小差電流的計(jì)算公式如下：(3-3-1)(3-3-2)其中，為1#小差元件的“中壓側(cè)小差電流”；為2#小差元件的“中壓側(cè)小差電流”，為小差元件保護(hù)范圍內(nèi)中壓側(cè)的支路電流，=1，2,3等自然數(shù)；式中，中壓側(cè)小差電流的計(jì)算引入含母聯(lián)支路而不含主變支路的中壓母線各支路1#小差元件關(guān)聯(lián)系數(shù)即第j元件對(duì)1#小差元件的關(guān)聯(lián)系數(shù)、2#小差元件關(guān)聯(lián)系數(shù)即第j元件對(duì)2#小差元件的關(guān)聯(lián)系數(shù)；電流的計(jì)算均按照一次電流值進(jìn)行。低壓側(cè)母線采用單母分段主接線方式，母線上所有支路固定連接，可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際接線預(yù)設(shè)每個(gè)小差元件需要計(jì)入的支路CT，其中分段CT固定計(jì)入兩個(gè)小差元件；分段CT的極性同Ⅰ母連接支路，當(dāng)計(jì)入Ⅱ母對(duì)應(yīng)小差元件時(shí)，固定將對(duì)應(yīng)的采樣數(shù)據(jù)取反；站域差動(dòng)保護(hù)由比率差動(dòng)、增量差動(dòng)、差動(dòng)速斷、差動(dòng)電流越限告警組成。由于變壓器聯(lián)結(jié)組不同和各側(cè)CT變比的不同，變電站各側(cè)電流幅值相位也不同，差動(dòng)保護(hù)首先要消除這些影響。需要利用數(shù)字方法對(duì)變比和相位進(jìn)行補(bǔ)償，變電站各側(cè)電流的方向都以指向變壓器為正方向，各側(cè)CT二次電流相位由軟件調(diào)整，采用Y→△的轉(zhuǎn)換方式，即Y側(cè)進(jìn)行相位調(diào)整。對(duì)于Y/Y/△-12-11的變壓器或Y/Y/Y-12-12的變壓器，Y側(cè)轉(zhuǎn)換公式如下所示：(3-2-1)對(duì)于Y/Y/△-12-1的變壓器，Y側(cè)轉(zhuǎn)換公式如下所示：(3-2-2)為Y側(cè)未轉(zhuǎn)換前的電流，為校正后的各相電流?！鱾?cè)電流不轉(zhuǎn)角。以下說(shuō)明均基于已消除變電站各側(cè)電流幅值相位差異的基礎(chǔ)之上。比率制動(dòng)差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作方程包含低定值和高定值兩部分，低定值動(dòng)作方程受勵(lì)磁涌流及CT異常的閉鎖，高定值動(dòng)作方程不受勵(lì)磁涌流及CT異常的閉鎖。比率制動(dòng)差動(dòng)保護(hù)不考慮CT飽和及CT暫態(tài)特性不一致的情況。結(jié)合圖5、圖6，說(shuō)明一下比率差動(dòng)動(dòng)作方程低定值：(3-2-3)高定值：(3-2-4)為差動(dòng)電流，為差動(dòng)保護(hù)啟動(dòng)電流定值，為制動(dòng)電流，S為比率制動(dòng)系數(shù)，為差動(dòng)保護(hù)的基準(zhǔn)電流（通常以高壓側(cè)額定電流為基準(zhǔn)），各側(cè)電流的方向都以指向變壓器為正方向。（1）對(duì)于兩側(cè)差動(dòng)(3-2-5)(3-2-6)分別為變壓器高、低壓側(cè)電流互感器二次側(cè)的電流。（2）對(duì)于三側(cè)及以上數(shù)側(cè)的差動(dòng)(3-2-7)(3-2-8)式中：3≤k≤4，分別為變電站各側(cè)電流互感器二次側(cè)的電流。本實(shí)施例中，還設(shè)置有勵(lì)磁涌流判據(jù)，主要包括二次諧波方式和波形比較方式，并可通過(guò)控制字選擇。當(dāng)“二次諧波制動(dòng)”控制字整定為1時(shí)，采用二次諧波方式閉鎖，整定為0時(shí)，采用波形比較方式閉鎖。二次諧波方式又稱二次諧波判據(jù)方式，下面對(duì)二次諧波判據(jù)方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。變壓器空投時(shí)，三相勵(lì)磁涌流中往往有一相含有大量的二次諧波。但是，站域差動(dòng)保護(hù)各側(cè)電流要進(jìn)行相位調(diào)整，相位調(diào)整后的電流不再是真實(shí)的勵(lì)磁涌流，電流中的二次諧波含量也會(huì)發(fā)生變化?？筛鶕?jù)變電站的不同工況自動(dòng)選擇電流計(jì)算二次諧波含量，如在變壓器空載合閘時(shí)采用相位調(diào)整前的電流計(jì)算二次諧波含量，因此，計(jì)算勵(lì)磁涌流的二次諧波含量更加真實(shí)，性能更加可靠。變壓器在正常運(yùn)行時(shí)，采用差動(dòng)電流中的二次諧波含量來(lái)識(shí)別勵(lì)磁涌流。判別方程如下：式中：為差動(dòng)電流中的二次諧波，為差動(dòng)電流中的基波，為二次諧波系數(shù)。如果某相差動(dòng)電流滿足上式，同時(shí)閉鎖三相差動(dòng)保護(hù)。采用二次諧波“或”閉鎖的同時(shí)對(duì)空投主變過(guò)程中的故障進(jìn)行識(shí)別，短時(shí)投入按相綜合開(kāi)放判據(jù)，既能正確識(shí)別勵(lì)磁涌流，又能在空投故障變壓器時(shí)快速可靠地開(kāi)放差動(dòng)保護(hù)，提高在空投變壓器于故障時(shí)差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作速度。波形比較判據(jù)能根據(jù)變電站的不同工況自動(dòng)選擇差動(dòng)電流或相電流計(jì)算波形的不對(duì)稱度，計(jì)算出勵(lì)磁涌流的波形不對(duì)稱度更加真實(shí)，保護(hù)性能更加可靠。判別方程如下：式中：為差動(dòng)電流采樣點(diǎn)的不對(duì)稱度值，為對(duì)應(yīng)差動(dòng)電流采樣點(diǎn)的對(duì)稱度值，K為某一固定系數(shù)。如果某相差動(dòng)電流滿足上式，閉鎖本相差動(dòng)保護(hù)。如圖7、圖8所示，增量差動(dòng)不受正常運(yùn)行的負(fù)荷電流的影響，具有比縱差差動(dòng)更高的靈敏度，由于縱差差動(dòng)保護(hù)的制動(dòng)電流的選取包括正常的負(fù)荷電流，變電站內(nèi)發(fā)生弱故障時(shí)，縱差差動(dòng)保護(hù)由于制動(dòng)電流大，可能延時(shí)動(dòng)作或者不動(dòng)作。增量差動(dòng)主要解決變壓器輕微的匝間故障及高阻接地故障。動(dòng)作方程(3-2-9)(3-2-10)其中：；為中幅值最大者；。由于站域差動(dòng)保護(hù)需要識(shí)別變壓器的勵(lì)磁涌流運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)變電站內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)，不能夠快速切除故障，對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定帶來(lái)嚴(yán)重危害，所以配置差動(dòng)速斷保護(hù)，用來(lái)快速切除變電站嚴(yán)重的內(nèi)部故障。如圖9所示，當(dāng)任一相差動(dòng)電流電流大于差動(dòng)速斷電流定值時(shí)差動(dòng)速斷保護(hù)瞬時(shí)動(dòng)作，跳開(kāi)各側(cè)斷路器。如圖10所示，當(dāng)差動(dòng)保護(hù)投入且任一相差動(dòng)電流大于0.5倍差動(dòng)保護(hù)啟動(dòng)電流定值時(shí)，延時(shí)5s報(bào)差動(dòng)電流越限信號(hào)。由于本站域差動(dòng)保護(hù)采用大差+小差模式，因此站本域差動(dòng)保護(hù)的跳閘方式為：正常運(yùn)行方式下，當(dāng)大差和對(duì)應(yīng)小差均滿足判據(jù)時(shí)，跳開(kāi)小差元件對(duì)應(yīng)主變的高壓側(cè)斷路器、中壓側(cè)納入本小差元件的支路斷路器、中壓側(cè)母線母聯(lián)斷路器、低壓側(cè)斷路器和低壓側(cè)母線分段斷路器；若僅大差滿足動(dòng)作判據(jù)，經(jīng)延時(shí)后跳開(kāi)中壓側(cè)所有元件。