[发明专利]差动保护方法和差动保护设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于在多相供电网中采集保护对象(例如母线、输电线或功率变压器)的至少一相的短路的方法，在该方法中对于每一相在保护对象的至少两个测量位置上采集电流值，对于每一相从电流值中确定差电流值并且当一个特定的相的差电流值超过阈值时，对于该相产生触发信号。本发明还涉及一种相应的差动保护设备。

背景技术

应用本文开头提到的方法的相应差动保护设备由申请人例如作为名称为“SIPROTEC 4：7SD52”的功率差动保护设备或者名称为“SIPROTEC 4：7SS52”的母线保护设备来制造和销售。

由于努力以越来越紧凑的构造方式实施供电网中的电气开关设备并且同时越来越提高待传输的功率，所以用于采集为计算差电流值所需的电流值的电流互感器通常被尽可能小地实施并且互相相邻地布置在狭小的空间中。该发展特别是在气体绝缘的高压开关设备中被注意到。由于各个相的电流互感器在空间上靠近，在各个相和地之间的短路(所谓的接地短路)或者在两个或多个相之间的短路的情况下，通过由此引起的高的短路电流导致也影响没有发生短路的相所对应的那些电流互感器。在此通过由短路引起的高的初级电流导致在无故障相的电流互感器中的局部的场强过高，由此在这些电流互感器中感应出一个电压，该电压在次级侧连接到电流互感器的负载中导致相应的电流。连接到次级侧的差动保护设备(该差动保护设备使用相应的电流值作为差动电流的计算基础)，在最不利的情况下会识别明显的差电流并且由此向一个或多个相应的断路器错误地输出一个触发信号，以将至少有关的相与其余的供电网分离。

一方面，该问题存在于外部短路的情况下，即在位于差动保护设备的保护区域之外的短路的情况下，通过相邻的电流互感器的影响却导致实际上无故障的保护区域中明显的差电流并且由此错误地导致该保护区域断开。另一方面，在相选择地断开的可能性情况下，内部短路，即，位于考察的保护区域中的短路，影响无故障相的电流互感器并且导致这些无故障相断开。

为了避免由于互感器影响导致错误触发，通常试图采用明显超规模的电流互感器，在这些电流互感器中出现降低的饱和效应。这可以通过在互感器铁芯中设置特别的气隙或通过所谓的均衡绕组来支持。然而这些措施与高的成本和相应的空间开销相关并且此外也不能完全阻碍部分饱和效应。

此外可以相应不敏感地调整差动保护。然而由此存在不能识别特定的低电流下的故障的危险。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种上述种类的差动保护方法以及一种相应的差动保护设备，所述差动保护设备尽管为采集电流值而使用的电流互感器在空间上靠近却仅对实际上发生短路的相进行可靠和选择性的断开。

为了解决上述技术问题，按照本发明，提出一种本文开头提到的那种方法，在该方法中，对于每一相从电流值中确定稳定电流值，并且如果有关的稳定电流值低于预先给出的稳定阈值，则对于特定的相产生禁止信号，其中，所述禁止信号抑制对于有关的相输出触发信号。

本发明基于如下认识，没有发生短路的相的稳定电流值尽管各个电流互感器互相影响却明显小于实际发生短路的相的稳定电流。也就是可以通过相对简单的标准借助对于各个相的稳定电流值判断，在保护对象的特定相中是否实际上存在短路还是对于该相仅由于通过发生短路的相对电流互感器的影响而出现差电流。

本发明的特别的优点在于，仅通过改变由保护设备处理的软件就能够实现在外部故障情况下差动保护方法的稳定性和触发的选择性的改善；高成本地采用其他电流互感器是不必要的。

该方法的有利扩展是，将稳定阈值动态地与各个出现的情况匹配。为此提出，确定最大的稳定电流值并且根据最大的稳定电流值确定稳定阈值。

在此例如可以设置，通过最大稳定电流值乘以预先给出的横向稳定因数来确定稳定阈值，其中横向稳定因数在0和1之间，优选在0.3和0.5之间选择。作为对于调整横向稳定因数特别优选的值，得到值0.4，即，对于那些其稳定电流值不超过最大稳定电流值的40％的相，输出一个禁止信号。

作为本发明方法的另一种优选实施方式，确定在具有最大稳定电流的相的差电流值或稳定电流值和其余相的差电流值或稳定电流值之间的相位，并且仅当特定的相的相位，与具有最大稳定电流值的相的相位一致或者偏移180度时，才对于该相输出禁止信号。该扩展还基于以下知识，即通过各个电流互感器的影响形成的差电流或稳定电流在所有相中取相同相位，而通过在一相中实际的短路引起的差电流或稳定电流具有与之不同的相位。也就是通过考虑各个差电流或稳定电流的相位可以以更高的可靠性来产生禁止信号。