[发明专利]高灵敏度母线差动保护方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力系统母线保护方法，特别是一种风电系统的母线差动保护方法。

背景技术

随着国家对风电清洁能源的支持，启动大量的风电场建设并投入运行。随着风力发电容量的不断增多，风电系统（系统）及设备的运行安全问题逐步被暴露出来。早期建设的风电场35kV系统通常采用中性点不接地或经消弧线圈接地的接地方式，并且通常未配置专门的母线保护装置（保护装置），而依靠线路保护装置相过流Ⅱ段、Ⅲ段保护切除母线故障。如图1所示，中性点不接地或经消弧线圈接地系统的母线在发生单相故障时，故障电流特征不明显，导致线路保护的相过流判据可能存在灵敏度不足的问题，很难在短时间内切除故障。而风力发电机与箱式变电站的电缆接头处由于绝缘程度相对较差，若故障长时间存在，容易引发爆炸导致三相故障，进而拉低系统电压，最终会造成风力发电机脱网。

为避免此类情况的发生，国家电网公司特别对风电场35kV母线的单相接地问题提出了反事故措施（反措）要求。反措中明确要求：对于新建风电场，建议采用经电阻接地方式，并配置母差保护装置。

现有技术以国内应用最广泛的BP系列母差保护装置为例，采用母线差动保护来切除母线故障，母线差动保护由比率差动判据和差动复合电压闭锁判据取“与”进行逻辑判断：

比率差动判据如下：

Id>IdsetId>Kr×(Ir-Id)---(1)]]>

式（1）中：I_dset为差动保护启动电流定值，由用户自行整定；K_r为复式比率系数，由保护装置制造厂家内部固定，在母线并列运行时固定取值为1，母线分列运行固定取值为0.3。I_d为母线上除母联、分段电流以外的各元件电流矢量和的绝对值，I_r为母线上除母联、分段电流以外的各元件电流绝对值的和。上述判据除非特殊说明，均为分相判别。

差动复合电压闭锁判据如下：

式（2）中，U_a、U_b、U_c为母线A相、B相、C相相电压，3U₀为母线自产零序电压，U₂为母线负序电压，U_set、U_0set、U_2set分别为相电压闭锁定值、零序电压闭锁定值、负序电压闭锁定值,由母线保护装置内部固定，其中，U_set=0.7U_n，U_n为相电压额定值；U_0set为6V；U_2set为4V。

而采用中性点经高电阻接地的方式，在母线发生单相故障时，相当于经过渡电阻接地，故障电流较小，且有较大的电流流出母线，通常无法达到常规母线差动保护动作条件，导致母线保护拒动。

发明内容

本发明的目的是提供一种高灵敏度母线差动保护方法，要解决的技术问题是风电系统母线发生单相故障时，提高差动保护灵敏度。

本发明采用以下技术方案：一种高灵敏度母线差动保护方法，包括以下步骤：