[发明专利]一种用于差动母线保护的变流器测量的统计平衡方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种对位于由一组母线的一个相位和区域限定的电流节点输入和输出端的变流器进行校正测量的方法。本方法是期望能限制分配给母线组相电流的差动保护系统不必要的跳闸风险。

背景技术

在常规测试中，传统的差动保护系统计算相电流的矢量之和以确定保护区输入和输出之间的差动电流I_d。没有故障时在区域中探测到零差动电流，并当短路产生一个故障电流或当在载有相位的母线中出现漏向大地的漏电流时探测到显著的差分电流。用分配到一个包括有限数量馈线架并因而为有限数量的变流器、通常为十个变流器的区域的差动保护系统对真实故障电流(包括漏电电流)的探测是相当可靠的。另一方面，如果在被保护区域内这组母线包括了大量的变流器(N_TC个)，由于对每个变流器的增益误差缺乏统计补偿，传统的差动保护系统无法防止不必要跳闸的发生。一个变电站的大多数馈线架都是双通路的，因此既能供应能量也能消耗能量。对于给定的相位，探测到的进入一个区域的电流总量等于探测到的离开的电流总量。变流器通常有一个正的或负的增益误差dg，因而测得的电流(I)₀等于I×(1±dg)，这里I是真实的电流量。假设一种极端的情况，其中所有的输入变流器有一个等于dg₀的正平均增益误差而所有的输出变流器有一个等于-dg₀的负平均增益误差，为简单起见，还假设输入变流器和输出变流器数量相等，并且每一个变流器负载的电流量I也相等，测得的错误的差动电流量(I_d)₀等于1×N_TC×dg₀，如果这组母线包括了N_TC个大量的变流器，那么该测量值是无法接受的。这是因为，如果dg₀的数量级为1％，并且N_TC等于大约50，则测得的错误差动电流量(I_d)₀近似等于通过一个变流器的电流I的一半。差动保护系统无法将这种错误差动电流从由母线故障引起的真实差动电流中分辨出来，因此，即便在没有故障存在的情况下，跳闸也不可避免。

发明内容

为弥补上述缺陷，申请人开发了一种统计平衡变流器测量的方法，以对用于差动母线保护的变流器误差进行统计校正。校正的统计性质意味着，虽然误差整体上被修正了，但对于变流器初始测量的个别校正可导致一个比初始值更糟的值，即更加远离真实值。尽管如此，一系列的校正从统计上平衡了变流器的整体误差，从而产生一个差动电流的校正测量值，对此残余误差仅有很少的百分比例，通常为单个变流器增益误差的百分比量级。

因此，本发明提供了一种对设置在由一组母线的一个相位和区域限定的电流节点输入和输出端的变流器进行校正测量的方法，用于限制差动相电流保护系统不必要的跳闸风险，上述差动保护装置计算电流的矢量之和以在常规测试中确定所述区域的输入和输出之间的差动电流I_d，这种方法的特征在于其基于统计平衡方法，该方法采用测量到的电流矢量每个矢量根据电流I_n测量和每一次测试时由变流器CTn提供的真实电流矢量的相对相位f_n得到，其特征在于至少在一次测试中使用迭代收敛算法，以从由测得的电流矢量和形成的错误差动电流矢量中确定施加到每个测得的电流的校正矢量，从而得到一个基本上等于真正电流矢量的校正后电流矢量统计平衡方法通过把校正矢量之和加到所述错误差动电流矢量上而将其统计性地校正。

在根据本发明的方法的一个最佳应用模型中，在每次迭代k和对每个计算的电流矢量采用测得的电流矢量从迭代0向实际电流矢量收敛，迭代收敛算法确定加到所述迭代电流矢量的局部校正矢量以形成下一迭代K+1的电流矢量所述局部校正矢量与相反方向的错误差动电流矢量共线，其归一值与每个迭代电流矢量和由影响算法收敛速率并处于0到1之间的系数λ进行加权的迭代错误差动电流矢量之积的归一值相同。

在根据本发明的方法的另一个最佳应用模型中，在相同变流器CTn的实际电流矢量的两个连续测试上计算的两个校正矢量和一旦对应于百分比差值大于特定参考值r的两个增益校正(dg_n)_t1和(dg_n)_t2，则在一系列测试期间，进行被保护区电流组的新测试，并且当被保护区的电流数Nc增加时，对统计上的较大测试数N_T应用统计平衡方法。