[发明专利]多斜率差动保护的参数整定方法和系统

说明书

一种多斜率差动保护的参数整定方法及系统，该方法包括：根据发电机、变压器的电气参数及电力系统在最大运行方式的系统参数，在等效电力网络中，根据差动保护区外三相金属性短路故障时各电源向短路点馈送的各短路电流与差动保护电流互感器的一次额定电流的比值确定拐点或基点；根据电气参数及电力系统在正常运行方式的系统参数，在等效电力网络中，以差动保护区内两相金属性短路时各电源向故障点馈送的各故障电流中的小者与差动速断值的比值不小于预设比值阈值为约束条件，根据差动保护区内三相金属性短路各电源向故障点馈送的各故障电流与上述一次额定电流的比值确定差动速断值。本发明实施例方案能够确保发电机、变压器及电力系统的安全。

技术领域

本发明涉及电力系统领域，特别是涉及一种多斜率差动保护的参数整定方法及系统。

背景技术

在现有技术条件下，发电机、变压器的相间短路主保护基本采用具有多比例制动特性(多斜率)的差动保护。差动保护的理论依据是基尔霍夫电流定律，即被保护设备等效为电路节点，被保护设备无故障时各支路电流的向量和为零，故障时各支路电流的向量和不为零。在差动保护中，保护区外故障时穿越保护的电流定为制动量，在平面中作为横轴，保护区内故障时流过保护的电流定为动作量，在平面中作为纵轴，为了防止差动保护区外故障时穿越电流引起差动保护误动，于是特别引入制动量使之与差动保护的动作量存在一线性关系，这个常数称为比例制动的斜率，也称为比例制动特性。两个不同比例制动特性折线的交点称之为拐点，在拐点处某一比例制动特性的折线延长线与制动量横轴的交点称之为基点。在差动保护区内故障时，当内部短路故障电流很大时，为防止电流互感器饱和引起差动保护延迟动作，专门设定了一个快速动作值，称之为差动速断值。

图1中示出了一个典型的多比例制动特性图，如图1所示，具有多比例制动特性(多斜率)的差动保护通常由折线AB、BC、CD、DE组成。折线AB与BC的交点B点为拐点1，折线BC与CD的交点C点为拐点2；折线CB的延长线与横轴相交于原点O，为基点1，折线DC的延长线与横轴相交于H点，为基点2。当被保护元件外部短路故障时，其最大的穿越电流为制动电流I_res.max，对应的动作电流为差动速断值的起始值I_op.inst。折线MD之上为速断区，在ABCD之上为动作区。这种具多折线的保护特性，能够快速切除区内各种轻微、严重故障，同时也保证灵敏度。需要说明的是，图1所示中，多斜率比例制动特性的动作区在ABCD之上部，在动作区中以水平折线MD划分为“速动区”和“非速动区”，MD只是为了便于说明问题而绘制，不属于动作特性曲线。

目前，我国具有多比例制动特性(多斜率)的发电机差动保护拐点2在保护装置中固定设置为4倍额定电流(I_e)，变压器的则固定设置为6I_e；发电机差动保护的差动速断值按3～5倍额定电流设置，变压器的则根据容量从2～12倍额定电流中选择设置。国外产品对于拐点2或基点2、以及差动保护速断值都仅仅给出可以设定的范围，没有提供设置方法。

在这种情况下，现有技术中的方式存在以下不足：

第一，当差动保护的拐点2(或基点2)按照固定值设定时，因发电机、变压器的容量不同，且所处的电力系统不同，某些元件保护装置所整定的差动保护特性曲线将不可避免地产生畸变，不能完全适应不同容量的发电机、变压器所在的不同的电力系统，其保护将不可避免地产生误动或拒动。

第二，在没有经过具体计算而仅仅凭经验而设定差动保护的拐点2(或基点2)及差动速断值，虽然差动速断值多数可在经验范围以内，但难免与实际情况之间存在偏差，影响发电机、变压器差动保护动作的准确性，难以保证所整定的结果在不同工况下同时满足保护的灵敏性和选择性的要求，给电力系统安全稳定运行带来隐患。

发明内容

基于此，本发明实施例的目的在于提供一种多斜率差动保护的参数整定方法及系统，其可以保证准确地对多斜率差动保护的参数进行设定，确定多斜率比例制动特性差动保护的拐点或基点以及差动速断值，确保发电机、变压器动作的准确性，确保发电机、变压器及电力系统的安全。