用于電連接的差動保護的方法和設備技術

一種用于電力系統的三相電連接的差動保護的方法和設備，所述設備包括：用于確定操作量的值的裝置（10A，10B），所述操作量基于所述電連接（20）的第一點和第二點處的電流量之間的差；以及用于如果所述操作量的值超過預定閾值量的值則檢測所述第一點和所述第二點之間的所述電連接（20）中的故障的裝置（10A，10B），其中，所述操作量基于所述第一點和所述第二點處的剩余電流之差或指示它的量以及指示所述電連接（20）的剩余電壓與所述第一點和所述第二點處的剩余電流之差之間的角度的系數。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及針對接地故障的電連接的差動保護。
技術介紹
原則上差動電流保護比較關于量值和相角兩者的來自電線末端的測量電流。對于操作而言，在線路末端繼電器之間必須存在互連通道，經由該互連通道傳遞電流信息的互換。根據基爾霍夫(Kirchhoff)定律，當這些電流的矢量和不同于零時，表明保護線路中有故障。這樣的差動電流保護是線路保護的最簡單形式，典型地關于保護線路的特性只需要輸入幾個設定值。傳統上已根據相位隔離或組合序列原理實施了線路差動電流保護。在相位隔離方案中，在每相電流的基礎上實施差動電流保護功能。相電流差動計算確定故障是否已發生， 并且識別故障涉及哪一相或哪些相。在組合序列方案中，為了減少通信容量需求同時維持足夠的操作速度和操作的可靠性，在線路末端之間僅互換一個單一的信號而不是全部三相電流。這個信號是線路正序列、負序列和零序列電流的適當組合。差動電流計算然后基于這個組合的序列電流信號。相位隔離方案的基本原理是，電流差動功能中的差動(操作)量是局部和遠程相電流的相量總和的量值。這樣一來，操作量對于內部故障就等于總故障電流，而對于外部故障則等于零(忽略線路分布電容充電電流)。對于相A可以寫為Iopph4 = I I,phA + I RphA (方程 01)方案必須受到限制，以便在沒有錯誤操作的風險的情況下，可以允許一定水平的例如由CT和與測量相電流的量值成比例的其它測量誤差導致的明顯操作電流。針對相A的約束(穩定)電流例如可以計算如下「 πI LphA + U RphA 、加 、j F I F (方稈 02) 1 RESphA 一2其中，1_是表示相電流A的局部末端相量,并且是表示相電流A的遠程末端相量。方程01和02假定在兩個線路末端中從匯流條朝向線路的正電流流動。類似的方程適用于相B和C。方案也可以基于組合序列電流，其為相A對稱分量電流的加權和。令I；表示這個組合電流，并且令C1、C2和CO表示用于正、負和零序列分量的加權系數，則Ir可以被描述如下Jt = C1 Ii + C2Ii 十 C0 Zo (方程 03)其中，I、JjPjfl分別表示相A正序列、負序列和零序列電流。對于組合序列方案，操作和約束電流可以用類似于上面的方式寫為I1 ()p - Itl + Itr (方程 04)r — Itl + ~h α (方程 05)1TRES —2其中，Jra是表示組合序列電流的局部末端相量，并且1^是表示組合序列電流的遠程末端相量。 通過以下方程給出最簡單形式的傳統解決方案的操作原理Iqp > k · I艦 + Z5 (方程 06)其中，Iqp是計算的操作電流，Ikes是計算的約束電流，k是特征斜率設定值，并且Ib是基本開始電流閾值設定值。操作標準表明，約束電流越高，則需要越高的操作電流閾值以操作繼電器。這兩個電流量之間的一致性由斜率設定值k給出。一般而言，傳統方案的靈敏度的限制基本上由保護線路的充電電流的幅度規定。這個充電電流是由于保護線路的分布電容(相對相和相對地電容)，并且被看成是通過繼電器進行的明顯差動電流。一般說來，差動電流保護的設定值必須是這樣的它超越了充電電流的效果。為了減輕這個問題，一些制造商已引入了所謂的充電電流補償功能，以稍微增加保護的靈敏度。這個特征典型地與相位隔離方案一起使用，并且對于各種繼電器制造商而言是眾所周知的。例子以文件的方式給出Siemens AG, “SIPROTEC, LineDifferential Protection with Distance Protection7SD52/53, V 4. 60，Manual，，以及ABB AB Substation Automation Products, SE-721 59 Vasteras, Sweden, “Applicationmanual Line differential protection IED RED 670”，December 2007。充電電流補償功能的主要目的是啟用低阻抗或穩固接地網絡中的長傳輸線和線纜的足夠靈敏的差動電流保護，要不然充電電流的量值會要求傳統方案的基本開始電流閾值設定值增加太多。充電電流的量值直接成比例于系統電壓電平以及保護線路的分布電容的量值。在組合序列方案中，靈敏度另外受到加權系數的選擇的影響。在其中接地故障電流低于三相故障電流的情況下，增加加權系數C2 (方程03)可以增加接地故障靈敏度，并且減少三相故障和接地故障之間的靈敏度差異。為了增加接地故障的靈敏度并同時保持相故障的靈敏度不受影響，可以使用非零加權系數Ctl (方程03 )。一般說來，通過上面的方案可以實現的最大靈敏度取決于如下的基本開始電流閾值水平的設定值使用中沒有充電電流補償特征· Ib ^ 2. 5*Icharge使用中有充電電流補償特征· Ib 3 I. 0*ICHARGE其中，I·-是取決于應用的方案根據其正(負)或零序列電容計算的保護線路的相應充電電流分量。當在未接地和補償網絡中考慮它們的應用時上述方案的基本問題在于，為了確保足夠的靈敏度，基本開始電流閾值設定值水平將不得不設置得遠低于保護線路的充電電流，而這使用上面的方案無法進行。可以說，因為這個原因，這些方案不能檢測接地故障，至少當在故障中牽涉故障電阻時不能。因此，這樣的傳統解決方案的靈敏度典型地僅針對低阻抗和穩固接地網絡中的接地故障和針對短路故障才足夠，其中接地故障電流的量值典型地總是高于三相短路電流的 25%。考慮到高阻抗接地和未接地網絡中的接地故障，接地故障電流的量值可以低至幾安培。因此明顯的是，傳統的解決方案不能用于這樣的網絡中的接地故障保護。然而，對于其中針對短路應用線路差動電流保護的線路而言，總是也需要選擇性的接地故障保護。因此會高度有價值的是，具有針對接地故障具有高靈敏度的專用差動電流保護功能。圖I示出了典型的網絡布置，其中線路差動電流保護被施加作為主要保護。因為圖I的網絡布置被高度網格化，并且也可以包含分布式發電，所以線路差動電流保護的施加被很好地調整，但基本問題是如何照顧這些線路的專用接地故障保護，使得操作是選擇性的、靈敏的和足夠快的，而不管由日常操作引起的變化的網絡配置。JP 2002186165描述了一種解決方案以提供差動電流繼電器，其適合于具有網格化分布線路的未接地系統，并且不需要在單獨的終端處收集的數據當中的同步。根據這種解決方案，通過基于分別來自線路末端A和B的測量結果確定零序列電流和零序列電壓的復共軛的乘積的虛部Imp M V OAI與Ιηι〖 0β 之和的符號，可以判斷在差動電流繼電器A和相鄰差動繼電器B之間的區段中是否發生接地故障。描述的解決方案的缺點在于，它只能應用于未接地的網絡中。
技術實現思路
本專利技術的目的是要提供一種方法和用于實施所述方法的設備，以便克服上面的問題或至少緩解所述問題。本專利技術的目的通過由在獨立權利要求中表述的那些所表征的方法、計算機程序產品和設備來實現。在從屬權利要求中公開了本專利技術的優選實施例。本專利技術基于如下思想基于第一點和第二點處剩余電流之差或指示它的量以及指示電連接的剩余電壓與第一點和第二點處剩余電流之差之間的角度的系數，來使用操作量。本專利技術的優點在于，保護線路的零序列充電電流本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.04.12 EP 10159610.41.ー種用于電カ系統的三相電連接的差動保護的方法，所述方法包括確定操作量的值，所述操作量基于所述電連接(20)的第一點和第二點處的電流量之間的差；以及如果所述操作量的值超過預定閾值量的值，則檢測所述第一點和所述第二點之間的所述電連接(20)中的故障，其特征在于，所述操作量基于所述第一點和所述第二點處的剩余電流之差或指示它的量以及指示所述電連接(20)的剰余電壓與所述第一點和所述第二點處的剩余電流之差之間的角度的系數。2.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，所述操作量由以下方程來限定3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述特性角設定值對于補償的電カ系統為O，對于高電阻接地的電カ系統為-30，并且對于未接地的電カ系統為-90。4.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，基于所述電連接中的接地故障期間的剩余電流和負剩余電壓之間的角度來設置所述特性角設定值。5.根據權利要求I至4中任何一項所述的方法，其特征在于，所述預定閾值量當Ires ^ Ικνεε_ο時為P。，并且當 Ires〉Ικνεε— 時為 Pq+Sci* (Ires-Ikneej3)，其中，6.根據權利要求4所述的方法，其特征在干，Ptl=保護的基本靈敏度，S0=50%,IfflEE—0_lP· U·。7.ー種包括計算機程序代碼的計算機程序產品，其中，所述程序代碼在計算機中的執行使所述計算機執行根據...

【專利技術屬性】
技術研發人員：阿里·瓦爾羅斯，揚內·阿爾托寧，
申請(專利權)人：ABB技術有限公司，
類型：
國別省市：