[发明专利]一种抽水蓄能电站水泵启动过程差动保护方法和装置

说明书

本发明公开了一种抽水蓄能电站水泵启动过程差动保护方法，包括对启动母线所有支路电流进行采样；计算抽水蓄能电站各机组的工况系数以及SFC拖动支路的工况系数；对启动母线所有支路电流进行相位和平衡系数调整，计算各支路校正电流和差动电流采样值；采用启停机保护算法计算校正电流、差动电流和制动电流幅值；在工况状态系数满足预设的条件时，根据差动电流和制动电流的大小，采用比率制动差动特性，实现抽水蓄能电站水泵启动过程差动保护。同时也公开了差动保护装置。本发明差动保护范围涵盖启动母线所有支路的拖动回路，解决了抽水蓄能电站所有水泵机组启动过程中拖动回路短路故障时没有差动保护、故障不能快速切除的问题。

技术领域

本发明涉及一种抽水蓄能电站水泵启动过程差动保护方法和装置，属于电力系统继电保护领域。

背景技术

抽水蓄能电站水泵启动过程主要分为两种方式，分别是静止变频启动和背靠背启动。静止变频启动的是指电动机在起励后，由静止变频器(SFC)在电动机定子上加一个频率由低到高的电流，拖动机组转动；背靠背启动是将一台发电机组与一台水泵机组的定子进行电气连接，其相序连接关系分别为A-C、B-B、C-A。通过发电机组发电，拖动水泵机组转动。在水泵启动过程中拖动机组(或SFC)与被拖动的水泵机组连接起来形成回路。抽水蓄能电站水泵机组保护装置往往只接入本机组的电气量，常规差动保护范围不包含启动过程中的拖动回路，若在水泵启动过程中拖动回路发生相间短路故障，属于差动保护的区外故障，不能满足差动保护动作判据，需要抽水蓄能电站水泵机组保护装置的后备保护进行配合动作，牺牲了保护的灵敏度和快速性，对被保护设备不利。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种抽水蓄能电站水泵启动过程差动保护方法和装置。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种抽水蓄能电站水泵启动过程差动保护方法，包括，

对启动母线所有支路电流进行采样，包括抽水蓄能电站内所有机组的机端电流和SFC输出变高压侧电流；

计算抽水蓄能电站各机组的工况系数以及SFC拖动支路的工况系数；

对启动母线所有支路电流进行相位和平衡系数调整，计算各支路校正电流和差动电流采样值；

采用启停机保护算法计算校正电流、差动电流和制动电流幅值；

在工况状态系数满足预设的条件时，根据差动电流和制动电流的大小，采用比率制动差动特性，实现抽水蓄能电站水泵启动过程差动保护。

抽水蓄能电站各机组的工况系数计算过程如下，

定义抽水蓄能电站有n台机组，若第i台机组为SFC启动工况、背靠背启动工况或背靠背拖动工况时，该机组的工况系数S_i为1，否则为0，i∈[1,n]。

通过外接监控系统采集的机组工况信息或者保护装置接入机组的开关状态，判别机组的工况。

SFC拖动支路的工况系数计算过程如下，

引入SFC拖动支路开关位置接点，当合位时，SFC拖动支路的工况系数S₀为1，否则为0。

采用电流互感器对启动母线所有支路电流进行采样，对所有支路电流，先按指向启动母线进行相位调整，然后以某一支路的电流互感器原边为基准进行平衡系数调整，计算各支路校正电流和差动电流采样值。

制动电流幅值计算公式为，