智能变电站站域差动保护方法

摘要

本发明公开了一种智能变电站站域差动保护方法，包括以变电站为主的大差动保护模式和以各变压器为主的两个以上的小差动保护模式，大差动保护模式为启动元件，任一小差动保护模式为动作元件，当上述两个条件同时满足时，差动保护出口动作，小差保护模式还是故障选择元件。大差动保护模式范围界定于变电站各台变压器高压侧电流、中压侧和低压侧母线上所有出线电流（不包括母联、分段），小差动保护模式范围界定于对应变压器高压侧电流、对应主变中压侧和低压侧所连接母线上所有出线电流（包括母联、分段）。本方法，既能全面保护变电站，又能有针对性地关闭故障变压器，对用电用户影响范围小，特别适合设有两台及以上变压器的变电站使用。

主权项

一种智能变电站站域差动保护方法，其特征是：包括以变电站为主的大差动保护模式和以各变压器为主的两个以上的小差动保护模式，大差动保护模式为启动元件，简称大差元件，任一小差动保护模式为动作元件，简称小差元件，当大差动保护模式和小差动保护模式同时满足时，差动保护出口动作，小差动保护模式还是故障选择元件；大差动保护模式范围界定于变电站各台变压器高压侧电流、中压侧和低压侧母线上不包括母联和分段的所有出线电流，小差动保护模式范围界定于对应变压器高压侧电流、对应变压器中压侧和低压侧所连接母线上所有包括母联和分段的出线电流；还包括步骤1、数据选择和处理定义两台主变，主变高、中压侧为双母线接线，主变低压侧为单母分段接线；定义站域差动保护保护范围为两台主变+中压侧出线+低压侧出线；为实现站域差动保护功能，保护需要获取到的交流模拟量数据如下电流采样数据为主变高压侧CT、主变中压侧CT、中压侧母线出线CT、中压侧母联CT、低压侧母线出线CT和低压侧分段CT电流采样数据；上述电流采样数据用于构成站域差动保护的各个差动元件；电压采样数据为主变中压侧两段母线电压、主变低压侧两段母线电压；步骤2、大差元件的数据选择大差元件作为启动元件，用以区分站域保护区内外故障；大差元件的保护范围为两台主变+中压侧母线+低压侧母线；构成大差动保护模式的数据为：高压侧电流：采用两台主变高压侧CT采集电流的矢量和；中压侧电流：采用不含主变支路和母联的中压侧母线各支路CT采集电流的矢量和；低压侧电流：采用不含主变支路和分段的低压侧母线各支路CT采集电流的矢量和；步骤3、小差元件的数据选择小差元件用作故障选择元件，每个小差元件的保护范围为每台主变+对应的部分中压侧母线和低压侧母线；构成每个小差元件差动保护的数据为：高压侧电流：采用本主变高压侧CT采集电流；中压侧电流：采用本主变连接的中压侧某一段不含本主变支路的母线各支路和母联CT采集电流的矢量和；低压侧电流：采用本主变连接的低压侧某一段不含本主变支路的母线各支路和分段CT采集电流的矢量和；步骤4、数据计算针对中压侧电流采样数据的选取，采用专用逻辑实现，实时跟踪主变支路的连接状态，根据主变支路具体连接母线确定需要纳入本小差元件的出线CT；母联支路固定纳入两个小差元件；装置母联CT的极性设置同Ⅰ母连接支路，当计入Ⅱ母对应小差元件时，固定将对应的采样数据取反；中压侧小差电流的计算公式如下：其中，为1#小差元件的“中压侧小差电流”；为2#小差元件的“中压侧小差电流”，为小差元件保护范围内中压侧的支路电流，=1，2,3等自然数；式中，中压侧小差电流的计算引入含母联支路而不含主变支路的中压母线,各支路1#小差元件关联系数即第j元件对1#小差元件的关联系数、2#小差元件关联系数即第j元件对2#小差元件的关联系数；电流的计算均按照一次电流值进行；低压侧母线采用单母分段主接线方式，母线上所有支路固定连接，可以根据现场实际接线预设每个小差元件需要计入的支路CT，其中分段CT固定计入两个小差元件；分段CT的极性同Ⅰ母连接支路，当计入Ⅱ母对应小差元件时，固定将对应的采样数据取反；站域差动保护由比率差动、增量差动、差动速断、差动电流越限告警组成；步骤5、消除变电站各侧电流幅值相位差异利用数字方法对变比和相位进行补偿，变电站各侧电流的方向都以指向变压器为正方向，各侧CT二次电流相位由软件调整，采用Y→△的转换方式，Y侧进行相位调整；对于Y/Y/△‑12‑11的变压器或Y/Y/Y‑12‑12的变压器，Y侧转换公式为对于Y/Y/△‑12‑1的变压器，Y侧转换公式为为Y侧未转换前的电流，为校正后的各相电流；步骤6、比率差动动作计算低定值：高定值：为差动电流，为差动保护启动电流定值，为制动电流，S为比率制动系数，为差动保护的基准电流，以高压侧额定电流为基准，各侧电流的方向都以指向变压器为正方向；（1）对于两侧差动分别为变压器高、低压侧电流互感器二次侧的电流；（2）对于三侧及以上数侧的差动式中：3≤k≤4，分别为变电站各侧电流互感器二次侧的电流；步骤7、励磁涌流判据励磁涌流判据主要包括二次谐波方式和波形比较方式，并可通过控制字选择；当“二次谐波制动”控制字整定为1时，采用二次谐波方式闭锁，整定为0时，采用波形比较方式闭锁；步骤8、波形比较判据能根据变电站的不同工况自动选择差动电流或相电流计算波形的不对称度，计算出励磁涌流的波形不对称度，判别方程如下式中：为差动电流采样点的不对称度值，为对应差动电流采样点的对称度值，K为某一固定系数；如果某相差动电流满足上式，闭锁本相差动保护。