工頻變化量電流差動保護

　　摘 要： 本文針對在不同容量的電力系統不同故障類型的故障特征，母線保護采用工頻變化量電流和常規電流差動保護進行了闡述。
　　關鍵詞： 工頻變化量 電流 差動保護
　　
　　工頻變化量電流差動保護不受負荷電流和各有源支路電勢角差的影響，因而具有可靠、快速、靈敏的特點，為提高差動保護的安全性，采用工頻變化量電流差動判據，與常規電流差動判據相結合的方式，其主要動作判據有以下幾點。
　　1抗TA飽和的“差流動態追憶法”
　　快速啟動元件動作后，采用“差流動態追憶法”，對出現的工頻變化量差電流的形成和發展過程進行追憶判別，以確認發生的故障類型，區外故障TA飽和母線保護可靠不動作，而區內故障則快速動作，不受TA飽和的影響。
　　“差流動態追憶法”利用裝置采樣的原始電流數據，取其工頻變化量，并計算出工頻變化量差電流和制動電流。工頻變化量差流和制動電流不同于常規差流及制動電流，因為常規差流或制動電流都是故障分量和非故障分量的疊加，而工頻變化量差流及工頻變化量制動電流則只反應故障分量，消除了非故障分量的影響。相比之下，工頻變化量電流更反應了母線故障的特征。
　　假設快速啟動時刻的采樣計算點為T點，往后延續的對應采樣計算點為T+1，T+2，…T+n，計算到T+n點的差流突變系數計算公式為：
　　X=|∑ΔI，（T+n）|/∑|ΔI，（T+n）|-Δ差動電流/Δ制動電流
　　工頻變化量差流動態追憶法以工頻變化量差流產生時刻的短路水平為依據，追憶、分析工頻變化量差流的形成和發展過程，快速正確判別區內故障或區外故障TA飽和。
　　工頻變化量差流動態記憶法主要由下列三個判據組成：
　　①工頻變化量差流形成判據
　　若X1+X2＜A判為區外故障、TA飽和，反之則判為區內故障。
　　②TA飽和拐點判據
　　若X2/X1＜B判為區外故障、TA飽和，反之則判為區內故障。
　　區內故障特征連續性判據
　　若X1+X2+X3……+X5＞C判為區內故障。
　　判據①和②對工頻變化量差流的形成過程及突變系數進行定量分析，當故障點（T點）及追憶到故障前后的幾個采樣計算點均有足夠大的故障電流增量，則判為區內故障，否則判為區外故障、TA飽和。
　　判據③檢查差流的連續性特征，作為母線區內故障時保護動作判別的必要條件。
　　2工頻變化量差動保護跳閘邏輯
　　滿足以下條件，允許工頻變化量差動保護跳閘：
　　①抗御TA飽和的“差流動態追憶法”確認為區內故障
　　②常規電流大差|∑I，T|/∑|I，T≥03|
　　③常規電流小差|∑I，T|/∑|I，T|≥03
　　④大差電流大于用戶定值：∑II
　　⑤電壓閉鎖滿足動作條件
　　⑥無TA斷線信號
　　3常規電流差動保護
　　抗TA飽和的“軌跡掃描法”：
　　“軌跡掃描法”是基于常規差電流的一種新型判別方法，其理論依據是：
　　①母線發生區外故障，只有很小的不平衡差電流，不平衡差電流不會大于差電流動作門檻，同時也不會超過比率制動的制動量，電流差動保護不會動作。
　　②母線發生區內故障，不論是否有個別支路的TA飽和，差電流連續而無間斷點，同時差電流大于動作門檻，也會超過比率制動的制動量，電流差動保護動作。
　　③母線發生區外故障而導致TA飽和，當TA飽和很嚴重時，以積分方式計算的差動電流會大于動作門檻，同時也會超過比率制動的制動量，但由于飽和TA存在2ms及以上正確傳變的時間，所以差電流是不連續而有間斷點的，此時，由“軌跡掃描法”檢測到的“差電流間斷點”可以有效地防止電流差動保護誤動。
　　“軌跡掃描法”對常規差電流的變化軌跡不間斷地掃描監視，采用數學方法逐點整形處理，尋找“差流間斷點”，判斷是否區內故障，“軌跡掃描法”本質上并不判別TA是否飽和，所以，TA飽和（2ms及以上）對“軌跡掃描法”的判別并無影響，具有判別準確可靠的優點。
　　當檢測到差電流波形中無“間斷點”，則判斷為發生區內故障，程序轉入“出口跳閘判據”；當檢測到差電流波形中有“間斷點”，則判斷為區外故障TA飽和，保護裝置將重復上述“差電流軌跡法”掃描監視，直至差電流消失。