發電機工頻變化量比率差動保護方法
2023-06-03 08:29:16
專利名稱：發電機工頻變化量比率差動保護方法
技術領域：
本發明涉及一種繼電保護的方法，尤其是發電機工頻變化量比率差動保護的方法。
背景技術：
繼電保護裝置是電網包括發電機、變壓器等大型裝置安全運行的重要部件，發電機工頻變化量比率差動保護完全反映差動電流及制動電流的變化量，不受正常運行時負荷電流的影響，可以靈敏地檢測變壓器、發電機內部輕微故障。同時工頻變化量比率差動的制動係數取得較高，其耐受TA(電流互感器)飽和的能力較強。
目前現有發電機差動保護對保護機組內部輕微故障存在以下問題1)對於機組內部相間輕微故障，保護容易受負荷電流的影響，靈敏度低，特別是在重負荷的情況下可能無法動作。
2)內部相間故障由於故障點電勢可能較低，故障時受過渡電阻影響較大。
3)現有方案如果要提高靈敏度，必然以損失可靠性為前提。
發明內容
1、本發明的目的是提供一種新的發電機差動保護的方法，尤其是發電機工頻變化量比率差動保護的方法，使其能夠靈敏地動作於機組內部的輕微的相間故障，不受負荷影響，即使在重負荷下也能可靠動作，並且受過渡電阻影響較小，區外故障不會誤動作。
2、本發明的目的是這樣實現的當發電機發生相間故障的時候，進入發電機微機保護裝置的機端電流和中性點電流(忽略故障前的非工頻分量)將由故障前的工頻分量、故障分量中的工頻分量和故障分量中的暫態成份三部分組成。故障分量中的暫態成份是由於工頻成份的突然變化引起的，因此，一般來說工頻成份與暫態成份之間有比較明確的關係，所以當發生相間故障的時候，即使是很輕微的相間故障，都可以只通過電流量的工頻變化量來表徵，而與負荷無關。
利用這個特點，用發電機微機保護裝置的機端電流和中性點電流的工頻變化量構成靈敏度很高的工頻變化量比率差動元件，來檢測常規穩態比率差動無法或很難反映的小電流故障。·靈敏的工頻變化量比例差動公式如下 其中
ΔId差電流工頻變化量ΔId＝|ΔI1+ΔI2|ΔI1，ΔI2分別為發電機出口、發電機中性點電流的工頻變化量ΔIr制動電流工頻變化量ΔIr＝max{|ΔI1p|+|ΔI2p|}ΔI1p，ΔI2p分別為發電機出口、發電機中性點相電流的工頻變化量ΔIdt浮動門坎，隨著變化量輸出增大而逐步自動提高。取1.25倍可保證門檻電壓始終略高於不平衡輸出，保證在系統振蕩和頻率偏移情況下，保護不誤動。
ΔIdth固定門檻。
k1，k2比率制動係數。一般k1取0.50～～0.70，k1取0.50～080，n拐點電流，一般取1.5～2.5倍額定電流。
程序中依次按每相判別，當滿足以上條件時，比率差動動作。
本發明的動作特性圖見圖1本發明的邏輯框圖見圖23、本發明的特點-只反映故障分量，不受發電機、變壓器正常運行時負荷電流的影響-過渡電阻影響很小-採用高比率制動係數抗TA(電流互感器)飽和-採用浮動門檻技術保證在系統振蕩和頻率偏移等其他情況下，保護不誤動。
保護的靈敏度高，可靠性好。
總之，本發明首次將工頻變化量比率差動原理引入到發電機、變壓器保護中，利用該原理和邏輯實現的微機發電機、變壓器保護提高了發電機、變壓器內部輕微故障時保護的靈敏度，在區外故障、TA斷線、系統振蕩和頻率偏移等異常工況下不會誤動。
四
圖1為本發明工頻變化量比率差動保護的動作特性2為本發明工頻變化量比率差動的邏輯框1工頻變化量比率差動保護的動作特性圖中給出了本發明比率差動元件的動作區域，即差電流工頻變化量ΔId在大於一定的閾值後才能使保護動作。圖2中工頻變化量比率差動的邏輯框圖中在工頻變化量比率差動元件、差動保護硬壓板投入和工頻變化量比率差動軟壓板機投入的邏輯與判別後，先經TA瞬時斷線判別，並經過差動變化量起動元件的邏輯與才使保護跳閘。
ΔIdth固定門檻。
程序中依次按每相判別，當滿足以上條件時，比率差動動作。
權利要求
1.發電機工頻變化量比率差動保護方法，其特徵是用發電機微機保護裝置的機端電流和中性點電流的工頻變化量構成靈敏度很高的工頻變化量比率差動元件，來檢測常規穩態比率差動無法或很難反映的小電流故障靈敏的工頻變化量比例差動公式如下 其中ΔId差電流工頻變化量ΔId＝|ΔI1+ΔI2|ΔI1，ΔI2分別為發電機出口、發電機中性點電流的工頻變化量ΔIr制動電流工頻變化量ΔIr＝max{ΔI1p|+|ΔI2p|}ΔI1p，ΔI2p分別為發電機出口、發電機中性點相電流的工頻變化量ΔIdt浮動門坎，隨著變化量輸出增大而逐步自動提高。ΔIdth固定門檻。k1，k2比率制動係數。一般k1取0.50～0.70，k1取0.50～080，n拐點電流，一般取1.5～2.5倍額定電流。程序中依次按每相判別，當滿足以上條件時，比率差動動作。
2.由權利要求1所述的發電機工頻變化量比率差動保護方法，其特徵是ΔIdt浮動門坎的係數取1.25倍可保證門檻電壓始終略高於不平衡輸出，保證在系統振蕩和頻率偏移情況下，保護不誤動。
全文摘要
發電機工頻變化量比率差動保護方法，用發電機微機保護裝置的機端電流和中性點電流的工頻變化量構成靈敏度很高的工頻變化量比率差動元件，來檢測常規穩態比率差動無法或很難反映的小電流故障設有靈敏的工頻變化量比例差動式。本發明只反映故障分量，不受發電機、變壓器正常運行時負荷電流的影響、過渡電阻影響很小、採用高比率制動係數抗TA(電流互感器)飽和、採用浮動門檻技術保證在系統振蕩和頻率偏移等其他情況下，保護不誤動。保護的靈敏度高，可靠性好。
文檔編號H02H7/06GK1419327SQ02138488
公開日2003年5月21日 申請日期2002年10月24日 優先權日2002年10月24日
發明者鄭玉平, 沈全榮, 陳松林, 李海英, 沈國榮 申請人:南京南瑞繼保電氣有限公司