[发明专利]相位相关电流差动保护方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统继电保护领域，具体涉及一种相位相关电流差动保护方法。

背景技术

电流差动保护是电力系统中应用最为广泛的保护原理之一。电流差动保护原理是基于基尔 霍夫电流定律，即流向一个节点的电流之和为零。该原理被誉为是具有绝对选择性的快速保 护。

传统电流差动保护采用比率制动的方法，依靠制动电流的制动作用，使得保护动作定值随 着穿越被保护元件的电流的大小变化而变化。然而，这种制动方式也存在固有的缺点：当制 动系数较小时，区外故障时制动性能偏低，可能造成区外故障的误动，继电保护的可靠性下 降；而当制动系数较大时，区内故障时制动性能偏高，又会影响电流差动保护在内部故障时 的灵敏度。另外，传统电流差动保护在区外故障且电流互感器饱和时可能出现误动问题，而 区内经过渡电阻故障时的电流差动保护的灵敏性等问题尚仍有待改进和发展。

因此，针对传统电流差动保护存在的缺点和不足，需要研究性能更佳的差动保护新方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种相位相关电流差动保护方法，应用于保 护电力系统中各种元器件，尤其适用于输电线路，能够最大限度的提高差动保护在内部故障 时的动作灵敏性与外部故障时的制动可靠性，同时提高差动保护抗电流互感器饱和特性的能 力等。

相位相关电流差动保护判据的原理就是将差动回路两侧的电流相位差引入电流差动判 据，使得差动判据中的制动项在区内、外故障时分别体现为驱动和制动两种状态，从而实现 了同时提高电流差动保护内部故障时灵敏性和外部故障时可靠性的目的。

为达到上述目的，本发明采取的技术方案是，一种相位相关电流差动保护方法，采用全 电流的相位相关电流差动保护判据：

式中I_m、I_n分别表示电流差动保护两侧采集并计算得到的电流相量，为与之间的 夹角，当的角度超前的角度时为正，都以母线流向被保护元件为正方向，K为 制动系数，I_dz为电流差动保护的固定门槛。

采用基于故障电流分量的相位相关电流差动保护判据：

式中ΔI_m、ΔI_n分别表示两侧电流的工频故障分量，分别由故障发生时的采样值减去故障 发生前的采样值求得，为之间的夹角。

采用基于序电流分量的相位相关电流差动保护判据：序电流分量是指故障电流中的零序 电流分量和负序电流分量，利用零序电流分量实现的相位相关电流差动保护判据是：

式中I_m0、I_n0分别表示差动保护两侧电流的零序电流分量，为之间的夹角， 其中零序电流分量由三相电流按下式求得：