[发明专利]自适应零时差过电流保护方法

说明书

技术领域

本发明涉及电网的一种过电流保护方法，特别是一种自适应零时差过电流保护方法。

背景技术

电网安全受诸多因素影响，难免发生故障。当故障发生时，一般伴随着电流的异常增大，因此过电流保护是一种直接有效的电网故障检测与切除方法。过电流保护装置是一种起动电流按照避开最大负荷工作电流来整定的保护装置，它在电网正常运行时不起动，而当发生故障时，能够反应于异常电流而动作。一般情况下，它不仅能够保护本线路的全长，还能保护相邻线路的全长，起到后备保护作用。

传统的过电流保护方法是定时限过电流保护，下面首先对其进行介绍。

定时限过电流保护的动作时限是根据选择性的要求而整定的。选择性的含义是：每一段线路范围内的故障应由负责该线路段的保护装置先动作来切除。以图1所示的单侧电源放射形电网络为例，当d₁点短路时，保护装置1～5在短路电流的作用下都可能起动，但按照选择性要求，应该只有保护装置1动作，切除故障，而保护装置2～5在故障切除之后应立即返回。选择性要求可通过为各保护装置设定不同的动作时限来实现。

保护装置1位于电网的最末端，只要用电设备发生故障，它就可以瞬时动作予以切除，图1中的t₁为保护装置本身的固有动作时间。对于保护装置1的上级保护装置2来说，为保证d₁点短路时动作的选择性，应整定其动作时限t₂>t₁。引入时间延迟Δt，则保护装置2的动作时限为

t₂=t₁+Δt

当d₂点短路时，保护装置2将以t₂的时限切除故障，同时为保证其上级保护装置3动作的选择性，又必须整定t₃>t₂，可设

t₃=t₂+Δt

依此类推，保护装置4、5、…、n的动作时限分别为

t₄=t₃+Δt

t₅=t₄+Δt

.

.

.

t_n=t_n-1+Δt

这种保护的动作时限与短路电流的大小无关，经整定计算之后，由专门的时间继电器予以保证，因此称为定时限过电流保护。其缺点是当故障越靠近电源端时，短路电流越大，而保护装置动作切除故障的时限反而越长。用作保护装置的断路器的固有动作时限通常为0.2～0.3s，加上其它控制电器的动作时间，为保证保护装置的选择性，设定Δt=0.5s。对于图1所示电网络，当保护装置1的动作时限t₁取为0.5s时，保护装置2的动作时限t₂为1s。依此类推，若n=20时，动作时限t₂₀为10s，即需滞后10s才能切除故障。这样长时间的短路电流极易损坏被保护的电力设备，使保护装置失去保护作用。

为解决上述问题，常规做法是在电网中采用三段式保护装置，即采用电流速断和限时电流速断作为本线路的主保护，以快速切除故障，而利用过电流保护来作为本线路和相邻设备的后备保护。该保护方式虽然解决了定时限过电流保护装置存在的问题，但结构复杂，受电网接线及电力系统运行方式的影响严重。例如，其整定值必须按系统最大运行方式来设定，而灵敏性则必须采用系统最小运行方式校验，这就使它不能满足灵敏系数或保护装置范围的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自适应零时差过电流保护方法，该方法能够使得电网最末端的保护装置与靠近电源端的保护装置的动作时限相同，且当电网拓扑改变后，能够在无人工干预的情况下，自行重新配置，建立保护装置间的上下级逻辑关系。既可以避免定时限过电流保护装置的缺点，又达到了三段式保护装置的效果，同时还削弱了对电网接线以及电力系统运行方式的依赖度。

本发明的自适应零时差过电流保护方法，包含以下步骤：

（1）将电网中各个保护装置的动作时限设置为相同的固有时限（t_i），相邻的两个保护装置之间存在通信连接；