[发明专利]基于电网故障录波图来判断母线区内外故障的方法及系统

说明书

本发明提供一种基于电网故障录波图来判断母线区内外故障的方法，包括获取母线保护故障录波图，其上形成有跳闸开关量波形、母线保护大差及小差元件三相电流波形、1M母线及2M母线三相电压波形、支路1及支路2三相电流波形和母联间隔三相电流波形；若所有波形存在突变，则认定母线故障存在并已起动母线保护动作；母线故障存在且母线保护动作后，根据支路1和支路2三相电流波形中突变的各相电流波形与各自相应突变前的电流波形的相位方向变化，判定母线故障为区内故障或区外故障。实施本发明，克服现有技术所存在的缺点及不足，无需数学计算，简单直观，且省时省力。

技术领域

本发明涉及继电保护技术领域，尤其涉及一种基于电网故障录波图来判断母线区内外故障的方法及系统。

背景技术

母线是电网系统中发电厂和变电站重要组成部分之一。母线又称汇流排，是汇集电能及分配电能的重要设备。母线上连接有变压器、出线、电压互感器及电流互感器等多种元件，在众多连接元件中，难免由于绝缘老化，污秽引起的闪络接地故障和雷击造成的短路故障等。母线发生的故障类型也有多种，如单相接地故障、两相接地故障、两相或三相短路故障等。不论发生何种类型故障后，工作人在分析故障特性时，若不准确判断母线区内故障或是区外故障，在故障点未排除前就盲目恢复送电，可能会导致恢复送电时再次发故障，这将会损坏多间隔电力设备并破坏系统的稳定性，从而造成全厂或全站大停电，及至全电力系统瓦解。因此，母线故障而言准确判断区内或是区外故障尤其重要。

为了满足速动性和取择性的要求，按照差动原理构成母线保护，使技术人员能在主变差动保护中基于基尔霍夫电流定律来判断是否有故障，即通过计算各侧的电流和来判断是否有故障。

例如，如图1所示，以双母线接线为例，1M母线和2M母线各接支路1和支路2并通过母联开关连接起来。母线保护就只需要计算连接在各母线上的所有元件的电流矢量和即可，即差动电流为式中，I_j为各支路电流。

若母线正常时，母线上所有连接元件中流入的电流和流出的电流完全相等，此时对于支路1、支路2级母联的电流波形图相位不会发生变化。

若母线区外故障时(如支路2外部发生故障)，支路1提供一个I₁大小的故障电流，经过母联间隔再经支路2流向故障点。此时，对于母线(1M和2M)来说，从支路1流入一个I₁大小的故障电流，又从母联流出一个I₁大小的故障电流，这样一进一出且两个电流大小相等，因而母线电流I_d＝I₁-I₁＝0，即母线电流为零，此时支路1、支路2及母联间隔的电流波形图相位可能不会发生变化，或可能支路1、支路2及母联间隔的电流波形图相位均发生变化。

若母线区内故障时(如1M母线发生故障)，所有与母线连接的元件都向故障点供给故障电流，此时母线保护的差流就是各支路电流之和。支路1提供一个I₁大小的故障电流，支路2提供一个I₂大小的故障电流经过母联间隔流向故障点。此时，对2M母线来说，从支路2流入一个I₂大小的故障电流，又从母联流出一个I₂大小的故障电流，这样一进一出且两个电流大小相等，因而2M母线电流I_d＝I₂-I₂＝0，即2M母线电流为零。对1M母线来说，从支路1流入一个I₁大小的故障电流，又从母联流入一个I₂大小的故障电流，因而1M母线电流I_d＝I₁+I₂，即1M母线电流不为零，此时支路1、支路2及母联间隔的电流波形图相位可能仅部分支路发生变化。

然而，上述判断方法涉及各母线、母联间隔上各相电流的大小及方向的读取、计算等，导致容易出错，且不直观，费时费力。

为了克服现有技术所存在的缺点及不足，发明人提出了一种基于电网故障录波图来判断母线区内外故障的方法，无需数学计算，简单直观，且省时省力。