一種基于電流狀態量的數字式不完全母線差動保護方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種電力系統繼電保護技術領域的方法，具體涉及一種基于電流狀態量的數字式不完全母線差動保護方法。
【背景技術】
[0002]在電力系統中，35kV及以下電壓等級的母線上連接的元件一般比較多，在這種情況下，采用完全電流差動保護差電流回路較復雜，成本較高，可靠性不高，為了簡化母線保護，降低設備投資，不完全母線差動保護裝置獲得了廣泛的應用。
[0003]母線不完全差動保護接入母線各電源支路上的電流(電源進、出聯絡線、母聯)之和作為動作電流，不接入非電源支路的電流(饋出線)不參與動作量計算。
[0004]現有技術中的存在以下問題:
1、正常時，動作電流等于不接入各支路的電流總和。為保證保護裝置在正常情況下不誤動，保護的動作電流需大于本段母線上的最大負荷電流整定。當運行方式改變時，影響保護動作的選擇性或靈敏度。
[0005]2、電源支路需裝設特性相同的D級電流互感器。對互感器特性要求高。
【發明內容】
[0006]為克服上述現有技術的不足，本發明提供一種基于電流狀態量的數字式不完全母線差動保護方法，采取的技術方案是:
步驟1，確定系統為雙側電源供電系統或單側電源供電系統，確定各電源支路電流的狀態和電流方向:
若系統為雙側電源供電系統時，I)電流由母線流向線路為電流的正方向。2)母聯電流設為I母流入II母為電流的正方向；
當系統為單側電源供電系統時，只確定各電源支路電流的狀態；
雙側電源供電:Gx = 1 ( Ix彡Iset, Dx=I)(I)
Gx = -1 ( Ix ^ Iset, Dx= -1)(2)
Gx = O (Ix < Iset)(3)
單側電源供電:Gx = I ( Ix彡Iset)(4)
Gx = O (Ix < Iset)(5)
上述式中:Gx為某相電流Ix的狀態，Dx為對應相電流方向，Dx=I代表正方向。
[0007]I set為電流狀態定值。
[0008]步驟2，確定各非電源支路電流的狀態，各裝置采用基于GOOSE服務發送電流狀態量、各電源支路裝置采用基于GOOSE服務訂閱所在母線上的其它裝置的發出的GOOSE電流狀態量；
步驟3，各電源支路裝置根據系統是雙側電源供電系統還是單側電源供電系統，分別同時進行分相故障判斷。
[0009]a)雙側電源判據:Σ Gi < O;(6)
Gi ^ O ；(7)
Σ Gkj= O(8)
Gm ^ O (I 母) (9)
Gm ^ O (II 母)(10)
式(6)-(9)全滿足時，I母不完全母差滿足動作判據。
[0010]式(6)-(8)、(10)全滿足時，II母不完全母差滿足動作判據。
[0011]式中:Gi為同一母線上電源進、出線，i = l_n;Gm母聯狀態。
[0012]Gkj為同一母線上饋線狀態，為閉鎖量，j= l~m。
[0013]b)單側電源判據:
Σ Gi + Gm= I (11)
Σ Gkj = O(12)
式(11)、(12)全滿足時，不完全母差滿足動作判據。
[0014]式中:Gi為同一母線上電源進、出線，i = l_n;Gm母聯狀態。
[0015]Gkj為同一母線上饋線故障狀態，為閉鎖量，j= 1-m。
[0016]進一步的，裝置滿足動作判據后，延時1ms進出線電源間隔保護動作。
[0017]步驟4，母聯間隔保護判據
母聯間隔分別接收I母、II母各間隔的電流狀態量，各段分別判別。進出線電源間隔參與動作，饋出線間隔為閉鎖量。
[0018]當任一段判據滿足時，母聯間隔母線不完全差動保護動作。
[0019]當母聯間隔處于合位時，執行下述判據。
[0020]a)雙側電源判據:
Gli ^ O ；(13)
Σ Glkj = O ；(14)
Gm < 0(1 母)(15)
Gm > 0(11 母)(16 )
式(13)-(15)為I母不完全母差滿足動作判據。
[0021]式(13)、(14)、(16)為II母不完全母差滿足動作判據。
[0022]式中:Gli為同一段母線上電源進、出線，i = 1-n ;Gm母聯狀態。
[0023]Glkj為同一段母線上饋線狀態，為閉鎖量，j= 1-m。
[0024]b)單側電源判據:
Gm = I(17)
Gli = O ；(18)
Σ Glkj = O ；(19)
本發明的工作原理是:將所在母線上各電源支路電流的狀態量作為動作量，非電源支路的電流作為制動量，采用分相差動判據實現保護動作行為。
[0025]本發明的有益效果在于:1.動作判據能夠正確區分正常運行及區內、外故障。
2.動作判據采用各支路電流的狀態量，由各電源支路的保護分別完成，不要求互感器特性一致。3.不完全母差保護的動作電流僅需考慮本電源支路的最大負荷，不需考慮本段母線上非電源支路總負荷電流，當運行方式改變時，選擇性或靈敏度不受影響。4.本發明提供的方法中，利用變電站同一母線上的進、出線所配置的保護裝置，采用通信的方式實現不完全母差保護，不需額外增加保護裝置。5.本發明提供的方法適用于常規電流互感器、電子式互感器或兩種互感器混合應用。6.本發明提供的方法中，進出線間隔的動作判據式(I)?
(12)、母聯間隔動作判據式(13)?(19)簡單可靠。
【附圖說明】
[0026]圖1為本發明方法中單(雙)側電源供電系統及保護區內、外發生故障示意圖。
[0027]圖2為本實施例進線電源間隔邏輯圖。
【具體實施方式】
[0028]下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】做進一步的詳細說明。
[0029]如圖1所示，圖1為本發明方法的典型應用(城市軌道交通中壓環網供電)系統及保護示意圖。圖2為本發明方法的典型計算流程圖。
[0030]具體實施例1
一種基于狀態量的數字式不完全母線差動保護方法，該方法是依據母線上電源進出線、饋出線路的電流狀態量，采用分相不完全差動判據來判斷保護動作行為。以圖1中I段母線為例說明(設母聯Gm為斷開狀態)，具體包括以下步驟:
步驟1，確定系統為雙側電源供電系統或單側電源供電系統，當系統為雙側電源供電系統時(G11、G12進出線均為電源點)，當系統為單側電源供電系統時(G11、G12進出線僅其中一個為電源點)。
[0031]步驟2，根據系統為雙側電源供電系統或單側電源供電系統，進出線間隔、母聯間隔裝置分別計算電流狀態量。
[0032]步驟3，饋出線間隔按單側電源系統模式計算電流狀態量。
[0033]步驟4，各間隔發送電流狀態量。
[0034]步驟5，進出線、母聯間隔分別接收同一母線上其它各間隔的電流狀態量。
[0035]步驟6，進出線、母聯間隔根據雙(單)側電源供電系統判據、分別判斷，當判據滿足時，進出線、母聯間隔中的母線不完全差動保護動作。
[0036]本實施例中，各間隔均采用支持DL/T860《變電站通信網絡和系