[发明专利]一种基于波形特征的母线自适应差动保护方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于波形特征的母线自适应差动保护方法及系统，判断母线保护装置的启动元件是否满足启动判据条件；当判断出启动元件满足启动判据条件时，启动差动保护；差动保护包括大差元件保护、小差元件保护以及辅助判据；当辅助判据判断出未存在支路发生互感器饱和时，当小差元件保护动作识别出故障母线时，将非故障母线的一个或多个穿越电流，基于方向特征进行标记，根据标记的方向特征将穿越电流在大差制动电流计算中进行抵消补偿；当大差元件保护动作时，将大差元件保护判断结果和小差元件保护的判断结果进行逻辑与运算，获取出口结果；基于出口结果，切除母联和与小差元件保护动作的母线相联的断路器。

技术领域

本发明涉及电力系统继电保护技术领域，更具体地，涉及一种基于波形特征的母线自适应差动保护方法及系统。

背景技术

母线是电力系统中最重要的元件之一。母线保护通常采用差动保护原理。差动保护由于其原理简单，不受系统振荡影响诸多优势得到了最广泛的应用。母线差动保护主要由差动启动元件、大差元件、小差元件、CT饱和检测元件、电压闭锁元件、运行方式识别元件构成。单母线主接线属于固定连接方式的主接线，差动保护主要由大差元件、CT饱和检测元件、电压闭锁元件构成，大差元件既是区内故障判别元件，也是故障母线选择元件。

母线差动保护根据母线上所有连接元件(母联和分段除外)电流采样值计算出大差电流，构成大差比率差动元件，用以区分母线区内和区外故障。由各段母线上所有连接元件(包括母联和分段)电流采样值计算出各段母线的小差电流值，构成小差比率差动元件，用以选择故障母线。

图1为母线差动保护启动元件程序逻辑框图。

以IM为例，

1.差动启动元件程序逻辑。

母线差动保护的启动元件由大差动电流越限y1启动(大差动受复合电压h1闭锁)、母线电压突变启动、各支路电流突变启动三个部分组成，它们组成或门逻辑h2。

启动元件由“和电流突变量”和“差电流越限”两个判据组成。“和电流”是指母线上所有连接支路电流的绝对值之和“差电流”是指所有连接支路电流和的绝对值I_j为母线上第j个连接支路的电流。启动元件分相动作，分相返回。

1)和电流突变量判据

当任一相的和电流突变量大于突变量门槛时，该相启动元件动作。其表达式为：Δi_r＞ΔI_dset (1)

式中：Δi_r为和电流瞬时值比前一周波的突变量；ΔI_dset为突变量门槛值。

2)差电流越限判据

当任一相的差电流大于差动保护启动电流定值时，该相启动元件动作。

其表达式为

I_d＞I_dset (2)

式中：I_d为分相大差动电流；I_dset为差动保护启动电流定值。

图2为母线差动保护启动元件程序逻辑框图

说明：为了防止有时电压和电流突变不能使启动元件动作，所以将大差动电流越限作为另一个启动元件动作的后备条件，其判据为：

ididset，及i段的复合电压iukf和ii段的复合电压iiukf动作，它们组成与门再与母线电压、电流突变量启动构成或门的逻辑关系，去启动保护系统。

差动判据的动作方程如下：

|i₁+i₂+…+i_n|≥I₀ (3)