[发明专利]判据以多元件电流变量的积分为主要参量的微机母线保护

说明书

本发明是一种分散式微机型母线保护，主要适用于变电所和发电厂的6～10kv母线。本发明属于电力系统继电保护技术领域。

有关国家标准规定，在一定条件下，应装设6～10KV母线保护。当前使用的6～10KV母线保护，有完全差动母线保护和不完全差动母线保护两种。完全差动母线保护由于需要将母线上连接的所有电力元件的A、C两相电流二次回路都连接到母线保护继电器盘，增加了电流互感器二次回路的负担，电流二次回路断线也是不容忽视的不可靠因素，实际上现在已经很少使用；不完全差动母线保护虽然可以减少引到母线保护继电器处的电流二次回路数，但同时也带来了差动继电器定值被抬高，以及非选择性跳闸的问题。目前在探索、研制中的6～10KV母线保护，由于各种原因尚不能推广使用。

本发明使用微机鉴别故障发生后的电流波形的变化，构成保护系统。它能反应电力系统故障电力线路、母线及同一母线其他电力线路的电流量，在故障前的状态及故障后的变化，并依据设计的判据，经过计算、比较和逻辑判断，确定故障位置。

本发明主要由以下几个部分组成：连接于电力回路电流互感器的检测元件1，主机2，通信网3，各个部件之间的连接线4，如图一所示。图一中其他项如下：5.变压器，6.断路器，7.电流互感器。

检测元件1是一个单片机，接入的电流量为5安培或者1安培，内含有两个继电器，其中之一继电器动作，代表“区内故障”；另外一个继电器动作，代表“区外故障”。构成有节点出口，与主机相连。接在电源进线回路的检测元件还有检测该回路是否过电流的功能。

主机2是一个单片机，由通讯网与各个检测元件相连接。另外可通过一对小母线或者通过电缆与各个检测元件相连接，可双向传递信息。主机的主要功能是：

a.与各检测元件进行时钟同步校准。以便于故障时间纪录，检测元件

  作积分计算时也需要时钟。

b.接收检测元件关于短路故障地点—区内故障还是区外故障的报告。

c.综合接收到的检测元件关于短路故障地点的报告以及电源进线回路是否过电流，作出最终判断：是母线区内故障，还是母线区外故障。

d.如果是区内故障，则瞬时向电源进线回路发出“跳闸”的指令。

e.短路故障发生后，经延时，向各个检测元件发出“复归”指令。

f.在电力系统正常运行时，检测各个检测元件的工作状态是否正常。如果发现某个检测元件工作不正常，则立即报警。

3.通信网，应选用速度快、可靠性高的。

4.为一对小母线或者电缆线。

本发明微机保护的工作方式描述如下：

1.电力系统没有出现短路故障的正常运行方式下。

a.初始状态，主机和检测元件完成时钟同步校准。主机发出“复归”指令。

b.检测元件电流值采样速率：36点/20ms。

c.检测元件检测负荷电流，计算并定位：

1.正弦波形Y_A(t)，Y_C(t)；

2.将波形上升段的“0”点，作为时间的起点。由主机时钟同步校准确定；

3.确定电流正弦波的周期T(ms)。；

4.随时刷新测量值，即正弦波型。

d.记忆和刷新：记忆和刷新的周期不小于20ms，不大于40ms。

e.测量故障前的正弦波时，如某一点的值或大于前一点2倍的额定电流，或大于后一点2倍的额定电流，则取消这一点之值，以前后二点的平均值代替。

f.设置时间量，t₀，t₁，t₂，t₃。参考值t₀～t₁＝2ms，t₂～t₃＝2ms，t₁～t₂按该电力回路的时间常数确定，一般t₁～t₂为2～3倍电力回路时间常数。

2.发生短路故障后，保护启动：

a.按电流量突变20％额定电流为启动点。把这点作为故障后(0+)的第一

个采样点，时间标记为t₀。

b.故障采样同正常采样。电流值采样速率：36点/20ms。