本發(fā)明涉及一種電力系統(tǒng)繼電保護(hù)方法,特別是一種斷路器的失靈保護(hù)方法。
背景技術(shù)：
隨著電網(wǎng)建設(shè)的不斷發(fā)展，電壓等級(jí)的不斷提高，電網(wǎng)的穩(wěn)定極限越來(lái)越短。目前斷路器的失靈保護(hù)動(dòng)作延時(shí)為200ms左右，時(shí)間偏長(zhǎng)，容易造成電力系統(tǒng)失穩(wěn)。因此斷路器失靈保護(hù)的動(dòng)作延時(shí)需要盡可能縮短。但是動(dòng)作延時(shí)太小可能會(huì)躲不過(guò)電流互感器二次拖尾電流的衰減時(shí)間。當(dāng)斷路器斷開(kāi)后，由于此時(shí)斷路器激磁繞組、電流互感器副邊繞組和電流互感器所帶二次負(fù)荷形成回路并釋放斷路器斷開(kāi)時(shí)儲(chǔ)存在電流一次回路電感中的能量，電流互感器副邊繞組仍然存在衰減的非周期電流分量，這種現(xiàn)象稱(chēng)為電流互感器二次拖尾電流。特別是在電流高值時(shí)斷開(kāi)斷路器，電流互感器二次拖尾電流較大，衰減時(shí)間較長(zhǎng)，容易造成二次電流值大于斷路器失靈保護(hù)動(dòng)作電流定值，使得斷路器失靈保護(hù)誤動(dòng)作。在以往斷路器失靈保護(hù)動(dòng)作延時(shí)較長(zhǎng)的情況下，電流互感器二次拖尾電流往往都已經(jīng)完全衰減，不會(huì)對(duì)斷路器失靈保護(hù)造成影響。但是如果失靈保護(hù)動(dòng)作延時(shí)進(jìn)一步縮短，就必須區(qū)分電流互感器二次拖尾電流，以減少失靈保護(hù)動(dòng)作延時(shí)減少對(duì)斷路器失靈保護(hù)的影響，這樣，失靈保護(hù)的速動(dòng)性與可靠性之間的矛盾愈加突出。現(xiàn)有技術(shù)采用過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)的方法，該方式法的數(shù)據(jù)窗較長(zhǎng)、準(zhǔn)確度較低。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種自適應(yīng)斷路器失靈保護(hù)方法，要解決的技術(shù)問(wèn)題是防止電流互感器二次拖尾電流引起斷路器失靈保護(hù)誤動(dòng)。
本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種自適應(yīng)斷路器失靈保護(hù)方法，包括以下步驟：
一、判斷電流互感器二次拖尾電流，計(jì)算二次相電流中直流分量幅值與基波電流幅值的比值K：
IZL為二次相電流的直流分量幅值，I1為二次相電流基波電流幅值；
二、判斷調(diào)整失靈保護(hù)動(dòng)作電流門(mén)檻值：
Iset為原有的斷路器保護(hù)裝置的保護(hù)動(dòng)作電流定值。
本發(fā)明的次相電流的直流分量幅值IZL為：
二次相電流基波電流幅值I1為：
N為一個(gè)工頻周期的采樣點(diǎn)數(shù)，為20-96點(diǎn)，xn表示第n個(gè)采樣點(diǎn)的電流瞬時(shí)值。
本發(fā)明的自適應(yīng)斷路器失靈保護(hù)方法，用于電力系統(tǒng)工作頻率50Hz或60Hz、220kV以上電壓等級(jí)的3/2接線的斷路器保護(hù)裝置。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比,計(jì)算二次相電流中直流分量幅值與基波電流幅值的比值，判斷電流互感器二次拖尾電流，斷路器保護(hù)裝置根據(jù)直流分量幅值與基波電流幅值的比值確定調(diào)整失靈保護(hù)動(dòng)作電流門(mén)檻值，防止誤動(dòng)，有效解決了失靈保護(hù)的速動(dòng)性與可靠性之間的矛盾，使電力系統(tǒng)穩(wěn)定工作，具有快速識(shí)別、準(zhǔn)確度高、可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。
附圖說(shuō)明
圖1是本發(fā)明方法的流程圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明的自適應(yīng)斷路器失靈保護(hù)方法，適用于電力系統(tǒng)工作頻率50Hz或60Hz、220kV以上電壓等級(jí)的3/2接線的斷路器保護(hù)裝置。如圖1所示，包括以下步驟：
一、檢測(cè)二次電流中直流分量的比例，判斷電流互感器CT二次拖尾電流。
根據(jù)電流互感器二次電流中直流分量幅值與基波電流幅值的比值，判斷是否存在可能引起斷路器失靈保護(hù)誤動(dòng)的電流互感器二次拖尾電流。
計(jì)算二次相電流中直流分量幅值與基波電流幅值的比值K：
式(1)中，IZL為二次相電流的直流分量幅值，I1為二次相電流基波電流幅值。算式如下：
式(2)和式(3)中，N表示一個(gè)工頻周期的采樣點(diǎn)數(shù)，為20-96點(diǎn),xn表示第n個(gè)采樣點(diǎn)的電流瞬時(shí)值，i為虛數(shù)單位。
由于CT二次拖尾電流的基本特征為衰減的直流分量，直流分量較大，基波交流分量很小。而在電力系統(tǒng)常規(guī)故障電流中，以基波交流分量為主，其中的直流分量幅值不會(huì)大于基波電流幅值。因此，計(jì)算二次相電流中直流分量幅值與基波電流幅值的比值關(guān)系(K值)，可用于表征故障電流的性質(zhì)，K值越大，一次故障電流特征越不明顯，K值越小一次故障電流特征越明顯。
對(duì)于常規(guī)的故障電流，理論計(jì)算的K≤1.0，取可靠系數(shù)1.2。當(dāng)K≤1.2時(shí)，說(shuō)明當(dāng)前不存在可能引起斷路器失靈保護(hù)誤動(dòng)的電流互感器二次拖尾電流；當(dāng)K>1.2時(shí)，說(shuō)明當(dāng)前存在可能引起斷路器失靈保護(hù)誤動(dòng)的電流互感器二次拖尾電流。
二、斷路器保護(hù)裝置根據(jù)K值，判斷調(diào)整失靈保護(hù)動(dòng)作電流門(mén)檻值。
當(dāng)K值較大時(shí)，則二次電流中存在可能引起斷路器失靈保護(hù)誤動(dòng)的二次拖尾電流，此時(shí)提高斷路器失靈保護(hù)動(dòng)作電流門(mén)檻值，可有效防止二次拖尾電流造成斷路器保護(hù)裝置誤動(dòng)作。
根據(jù)K值，斷路器保護(hù)裝置失靈保護(hù)動(dòng)作電流門(mén)檻值為：
式(4)中，Iset為原有的斷路器保護(hù)裝置的保護(hù)動(dòng)作電流定值。
K為二次相電流中直流分量幅值與基波電流幅值的比值，當(dāng)K>1.2時(shí)，門(mén)檻值的放大倍數(shù)取為1+(K-1.2)＝(K-0.2)。
將本發(fā)明的自適應(yīng)斷路器失靈保護(hù)方法，應(yīng)用在長(zhǎng)園深瑞繼保自動(dòng)化有限公司PRS-721A(V1.01)斷路器保護(hù)裝置上，進(jìn)行測(cè)試，220kV電壓等級(jí)的3/2接線的斷路器，N根據(jù)斷路器保護(hù)裝置的運(yùn)算能力，為每周期20點(diǎn)采樣，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，在50ms、100ms、200ms、300m失靈保護(hù)動(dòng)作延時(shí)的條件下，斷路器切開(kāi)10ms后K為3左右，20ms時(shí)K為2000～5000，本發(fā)明的方法均能夠在斷路器切除10～20ms內(nèi)正確識(shí)別電流互感器二次拖尾電流，取得了好的技術(shù)效果。
本發(fā)明的方法對(duì)電流互感器二次拖尾電流進(jìn)行有效識(shí)別后，如果存在可能引起斷路器失靈保護(hù)誤動(dòng)的電流互感器二次拖尾電流，斷路器保護(hù)裝置則調(diào)整保護(hù)動(dòng)作電流門(mén)檻值，如果不存在可能引起斷路器失靈保護(hù)誤動(dòng)的電流互感器二次拖尾電流，則斷路器失靈保護(hù)動(dòng)作電流門(mén)檻值保持不變。由于本發(fā)明的方法可有效快速識(shí)別CT二次拖尾電流，并使用提高動(dòng)作門(mén)檻值的方法防止誤動(dòng)，同時(shí)K值的可靠系數(shù)門(mén)檻值也可保證常規(guī)故障電流不被誤判，有效解決了失靈保護(hù)的速動(dòng)性與可靠性之間的矛盾。