專利名稱：一種涌流識別方法和利用該方法的中低壓速斷保護方法
技術領域：
本發明涉及繼電保護領域，特別是ー種涌流識別方法和采用該涌流識別方法的中低壓速斷保護。
背景技術：
當前在配電網(如IOkV)電カ系統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，各配電變壓器所產生的勵磁涌流在線路上相互迭加、來回反射，產生了一個復雜的電磁暫態過程。當線路上配電變壓器個數、容量増加到一定程度后，勵磁涌流就會很大，時間常數也較大。ニ段式電流保護中的電流速斷保護，由于要兼顧靈敏度，動作電流值往往取得較小，特別是在長線路或系統阻抗較小時更明顯。這種情況下勵磁涌流值可能會大于電流速斷保護整定值，使保護誤動。
當前的處理辦法，放棄電流速斷段，采用一定的延時，例如O. Is, O. 2s，以提高重合成功率，保證供電可靠性。然而，這樣會帶來ー個問題延時動作會導致設備(包括主變、開關、CT)在實際故障發生時，延長了耐受較大故障電流的時間，増加了一次設備故障的幾率，加速了一次設備的老化，如果采取提高電流保護定值的方法，顯然會降低保護的靈敏度。還有ー種處理辦法是増加低電壓閉鎖，但隨著我國電網的加強，線路末端故障時線路首端的電壓降幅有限，低電壓整定值不易整定，不能滿足保護范圍的要求。
發明內容
本發明的目的是提供ー種涌流識別方法，用以迅速可靠地分辨出涌流與故障電流。進ー步的，本發明還提供了ー種基于該涌流識別方法的中低壓速斷保護方法，用于解決現有保護方法不能滿足設備和保護要求的問題。為實現上述目的，本發明的涌流識別方法方案是種涌流識別方法，當過電流發生時，判斷下面的判據二次諧波閉鎖判據，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系數；波形比較原理閉鎖判據，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，設微分電流的前半周上任一點的值為Γ i，后半周對應點的值為r i+180. ;κ為不對稱度；對于任一相，如果不滿足式(a)且不滿足式(b)時，判斷為對應相的故障電流；如果滿足式(a)，或者有1/4周期以上的點滿足式(b)，判斷為對應相的勵磁涌流。所述K2為O. 15。所述K為O. 4。本發明的速斷保護方法方案是ー種中低壓速斷保護方法，當過電流發生時，進行勵磁涌流和故障電流判斷
二次諧波閉鎖判據，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系數；波形比較原理閉鎖判據，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，設微分電流的前半周上任一點的值為Γ i，后半周對應點的值為r i+180.；低電壓開放判據min{Uab,Ubc, Uac} <Uk(c)式(c)中，min{Uab，Ubc，Uac}為三個線電壓中的最小值，Uk為低電壓門檻值；對于任一相，如果不滿足式(a)且不滿足式(b)時，開放對應相的速斷保護；如果滿足式(a)，或者有1/4周期以上的點滿足式(b)，判斷(C)，若不滿足式(C)，則閉鎖對應相的速斷保護，若滿足式(c )，開放三相的速斷保護。所述1(2為0. 15。所述K為O. 4。所述低電壓門檻值為70V。首先進行二次諧波閉鎖判據與波形比較原理閉鎖判據的判斷，再進行低電壓開放判據的判斷。一種采用涌流識別技術的中低壓線路速斷保護，解決配有大量配電變壓器的配電網中涌流引起線路保護誤動的問題，可兼顧保護的靈敏性和可靠性及快速性。該技術方案是在線路自身的速斷保護過流判據基礎上(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和波形比較原理閉鎖判據相或邏輯，分相閉鎖，同時采取低電壓開放判據的涌流識別方法，該方法將配電網中線路手合或重合時的空投配電變壓器勵磁涌流和故障電流區分開來，從而保證速斷保護的可靠性，同時兼顧故障時速斷保護的快速性。
圖I為配電網絡示意圖；圖2為現有的中低壓線路速斷保護邏輯模塊圖(以A相為例)；圖3為本發明的中低壓線路速斷保護邏輯模塊圖(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稱度分析圖(不對稱度大于I時按I計);圖7為圖4線路合閘涌流的波形比較閉鎖判別結果圖；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稱度分析圖(不對稱度大于I時按I計)。圖12為圖9線路故障電流的波形比較閉鎖判別結果圖；圖13為圖9線路故障電流的電壓幅值圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明做進ー步詳細的說明。
涌流識別方法實施例本實施例給出的是分相識別勵磁涌流與故障電流的方法。過電流發生時進行判斷，有兩個判據，即二次諧波閉鎖判據，采用電流中的二次諧波含量來識別勵磁涌流，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系數；波形比較原理閉鎖判據，如式(b);采用電流微分后波形的前半周和后半周進行比較來識別勵磁涌流。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，設微分電流的前半周上任一點的值為Γ i，后半周對應點的值為Γ i+180. ;K為不對稱度；對于任一相，如果不滿足式(a)且不滿足式(b)時，判斷為對應相的故障電流；如果滿足式(a)，或者有1/4周期以上的點滿足式(b)，則判斷為對應相的勵磁涌流。保護方法實施例在以上涌流識別的基礎上，便能夠非常方便的進行速斷保護。對于任一相，若為故障電流，則開放對應相的保護，若判斷為涌流則進一歩引入低電壓開放判據min {Uab, Ubc, Uac} <Uk (c)式(c)中，min {Uab, Ubc, Uac}為三個線電壓中的最小值，Uk為低電壓門濫值。如果滿足式(C)，開放三相速斷保護；如果不滿足式(C)，閉鎖對應相保護。如圖I的配電網絡，原速斷保護流程如圖2，采用本發明方法的保護流程如圖3，本發明硬件可以直接采用現有微機線路保護的硬件裝置，軟件部分在原線路過流保護基礎上増加涌流識別模塊。涌流識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子模塊。如圖3，三個子模塊中，首先進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)判斷比較節省時間。從圖4ー圖8，可見空載合閘出現線路合閘涌流時二次諧波制動原理和波形比較判別相或后各相均可以可靠閉鎖保護。低電壓開放判別不會誤開放。從圖9ー圖13，可知單純線路故障時二次諧波制動原理和波形比較判別相或后故障相僅在故障開始的20ms內閉鎖保護，考慮到運算處理數據窗的要求，不會對保護性能產生影響。對于遠端故障或系統電源容量大系統阻抗小時，低電壓開放判別沒有開放。如圖Γ圖13所示，根據仿真實驗及試運行經驗，二次諧波制動系數K2可整定為O. 15，不對稱度K可整定為O. 4。因本發明保護中低電壓元件主要是針對空投時涌流與故障的區分，不必考慮電網中電動機的啟動影響，只需躲開手合或重合線路空投配電變壓器時電壓來整定，故低電壓門檻值可取70V。
權利要求
1.一種涌流識別方法，其特征在于，當過電流發生時，判斷下面的判據二次諧波閉鎖判據，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系數； 波形比較原理閉鎖判據，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，設微分電流的前半周上任一點的值為r i，后半周對應點的值為I' i+180. ;K為不對稱度； 對于任一相，如果不滿足式(a)且不滿足式(b)時，判斷為對應相的故障電流；如果滿足式(a)，或者有1/4周期以上的點滿足式(b)，判斷為對應相的勵磁涌流。
2.根據權利要求I所述的一種涌流識別方法，其特征在于，所述K2為0.15。
3.根據權利要求I所述的一種涌流識別方法，其特征在于，所述K為0.4。
4.一種中低壓速斷保護方法，其特征在于，當過電流發生時，進行勵磁涌流和故障電流判斷 二次諧波閉鎖判據，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系數； 波形比較原理閉鎖判據，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，設微分電流的前半周上任一點的值為r i，后半周對應點的值為r i+180.； 低電壓開放判據min{Uab, Ubc, Uac} <Uk(c) 式(c)中，min{Uab，Ubc, Uac}為三個線電壓中的最小值，Uk為低電壓門檻值；對于任一相，如果不滿足式(a)且不滿足式(b)時，開放對應相的速斷保護；如果滿足式(a)，或者有1/4周期以上的點滿足式(b)，判斷(C)，若不滿足式(C)，則閉鎖對應相的速斷保護，若滿足式(c )，開放三相的速斷保護。
5.根據權利要求4所述的中低壓速斷保護方法，其特征在于，所述K2為0.15。
6.根據權利要求4所述的中低壓速斷保護方法，其特征在于，所述K為0.4。
7.根據權利要求4所述的中低壓速斷保護方法，其特征在于，所述低電壓門檻值為70V。
8.根據權利要求4所述的中低壓速斷保護方法，其特征在于，首先進行二次諧波閉鎖判據與波形比較原理閉鎖判據的判斷，再進行低電壓開放判據的判斷。
全文摘要
本發明涉及一種涌流識別方法和利用該方法的中低壓速斷保護方法，該技術方案是在線路自身的速斷保護過流判據基礎上(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和波形比較原理閉鎖判據相或邏輯，分相閉鎖，同時采取低電壓開放判據的涌流識別方法，該方法將配電網中線路手合或重合時的空投配電變壓器勵磁涌流和故障電流區分開來，從而保證速斷保護的可靠性，同時兼顧故障時速斷保護的快速性。
文檔編號G01R19/165GK102809681SQ20121027045
公開日2012年12月5日 申請日期2012年7月31日 優先權日2012年7月31日
發明者吳水蘭, 印吉景, 許云龍, 劉洋, 游建軍, 劉星 申請人:許繼集團有限公司, 許繼電氣股份有限公司, 國家電網公司, 許昌許繼軟件技術有限公司