[发明专利]一种故障跳闸快速返回的判别方法

说明书

本发明公开了一种故障跳闸快速返回的判别方法，包括如下步骤：在系统发生故障的情况下，保护启动，进入故障跳闸流程，发出跳闸信号；从故障跳闸模块获取相应的跳令信息；如果没有跳令，此时执行清故障跳闸返回标志；在有跳令的情况下，获取电流的半周差分傅里叶值；如果电流半周差分傅里叶值小于门槛，则执行置故障跳闸返回标志，否则执行半周直流分量计算；若计算得到的半周直流分量大于则判定故障跳闸返回，执行置故障跳闸返回标志，否则执行清故障跳闸返回标志。本发明在故障后保护动作断路器断开时，不受严重的CT拖尾影响，快速判出故障切除情况；算法在15ms以内能判出，大大提高断路器失灵保护的动作可靠性。

技术领域

本发明涉及继电保护技术领域，尤其是一种故障跳闸快速返回的判别方法。

背景技术

随着电网电压等级的提高，输电线路的导线截面积也增大，导线的电阻值则相应减小，导致一次系统直流分量的时间常数τ(短路电流流过的电路电感和电阻之比)的增大。τ增大会延长短路电流中非周期分量的衰减时间，一方面容易造成电流互感器的暂态饱和，从而导致二次电流的畸变；另一方面造成断路器断开后的CT拖尾现象。严重的CT拖尾有可能影响线路保护的动作行为，由于不能及时收回跳令，单相故障时单跳失败(150ms)三跳，多相故障三跳失败(150ms)永跳，这都会使线路保护失去自动重合的机会。严重的CT拖尾也有可能影响到断路器失灵保护的动作可靠性，甚至引起更大范围的停电，造成严重的电力事故及巨大的经济损失。如图3所示，根据失灵保护逻辑，如果能够快速识别故障的切除或消失，保证外部跳令开入的快速返回以及失灵保护电流元件的快速返回，都可以大大提高失灵保护的动作可靠性。

在《国家电网继电保护技术发展纲要》中继电保护技术发展重点方向章节中，明确提出研究CT拖尾识别技术，力争将开关失灵(死区)切除时间压缩到200ms以内，减少直流系统发生连续换相失败次数，防止引发电网稳定破坏事故。因此，准确识别“CT拖尾现象”，即快速识别故障实际切除，对于电力系统的稳定性，及运行的可靠性都有非常重要的意义。

傅里叶算法是目前电力系统微机继电保护中广泛应用的算法，可以精确地计算输入的电流、电压信号中的基波和各次谐波，且具有很强的滤除谐波能力，但是它无法滤除衰减的直流分量。为了抑制衰减的直流分量的影响，可采用差分的傅里叶算法，如公式(2)所示。在故障切除后拖尾现象不严重，直流分量初值较小的情况下，只要数据窗满足，就能准确计算出实际的基波值来。但是对于拖尾现象严重，直流初始值较大的情况下，受制于衰减时间的影响，准确计算出实际的基波值的时间会比较长。如图1如示，差分计算得到的数值在故障切除后大概70ms时间才小于0.04A(0.04A一般作为线路保护在1A额定CT情况下的无流门槛)。

为了辩识拖尾现象，也有采用长时间不过零点的方法，即3/4周波或1周波时间没有过零，就认为全是直流分量，就判定是故障切除的拖尾。有可能误判无流，如果此时真正的开关失灵，根据图3的逻辑，失灵动作时间有可能置后，甚至拒动。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种故障跳闸快速返回的判别方法，能够不受严重的CT拖尾影响，快速判出故障切除情况。

为解决上述技术问题，本发明提供一种故障跳闸快速返回的判别方法，包括如下步骤：

(1)在系统发生故障的情况下，保护启动，进入故障跳闸流程，发出跳闸信号；

(2)从故障跳闸模块获取相应的跳令信息；

(3)如果没有跳令，表明系统发生的故障是区外故障或是保护的跳闸条件未达到，此时执行清故障跳闸返回标志；

(4)在有跳令的情况下，获取电流的半周差分傅里叶值；如果电流半周差分傅里叶值小于门槛，则执行置故障跳闸返回标志，否则执行半周直流分量计算；