工频变化量电流差动保护

　　摘 要： 本文针对在不同容量的电力系统不同故障类型的故障特征，母线保护采用工频变化量电流和常规电流差动保护进行了阐述。
　　关键词： 工频变化量 电流 差动保护
　　
　　工频变化量电流差动保护不受负荷电流和各有源支路电势角差的影响，因而具有可靠、快速、灵敏的特点，为提高差动保护的安全性，采用工频变化量电流差动判据，与常规电流差动判据相结合的方式，其主要动作判据有以下几点。
　　1抗TA饱和的“差流动态追忆法”
　　快速启动元件动作后，采用“差流动态追忆法”，对出现的工频变化量差电流的形成和发展过程进行追忆判别，以确认发生的故障类型，区外故障TA饱和母线保护可靠不动作，而区内故障则快速动作，不受TA饱和的影响。
　　“差流动态追忆法”利用装置采样的原始电流数据，取其工频变化量，并计算出工频变化量差电流和制动电流。工频变化量差流和制动电流不同于常规差流及制动电流，因为常规差流或制动电流都是故障分量和非故障分量的叠加，而工频变化量差流及工频变化量制动电流则只反应故障分量，消除了非故障分量的影响。相比之下，工频变化量电流更反应了母线故障的特征。
　　假设快速启动时刻的采样计算点为T点，往后延续的对应采样计算点为T+1，T+2，…T+n，计算到T+n点的差流突变系数计算公式为：
　　X=|∑ΔI，（T+n）|/∑|ΔI，（T+n）|-Δ差动电流/Δ制动电流
　　工频变化量差流动态追忆法以工频变化量差流产生时刻的短路水平为依据，追忆、分析工频变化量差流的形成和发展过程，快速正确判别区内故障或区外故障TA饱和。
　　工频变化量差流动态记忆法主要由下列三个判据组成：
　　①工频变化量差流形成判据
　　若X1+X2＜A判为区外故障、TA饱和，反之则判为区内故障。
　　②TA饱和拐点判据
　　若X2/X1＜B判为区外故障、TA饱和，反之则判为区内故障。
　　区内故障特征连续性判据
　　若X1+X2+X3……+X5＞C判为区内故障。
　　判据①和②对工频变化量差流的形成过程及突变系数进行定量分析，当故障点（T点）及追忆到故障前后的几个采样计算点均有足够大的故障电流增量，则判为区内故障，否则判为区外故障、TA饱和。
　　判据③检查差流的连续性特征，作为母线区内故障时保护动作判别的必要条件。
　　2工频变化量差动保护跳闸逻辑
　　满足以下条件，允许工频变化量差动保护跳闸：
　　①抗御TA饱和的“差流动态追忆法”确认为区内故障
　　②常规电流大差|∑I，T|/∑|I，T≥03|
　　③常规电流小差|∑I，T|/∑|I，T|≥03
　　④大差电流大于用户定值：∑II
　　⑤电压闭锁满足动作条件
　　⑥无TA断线信号
　　3常规电流差动保护
　　抗TA饱和的“轨迹扫描法”：
　　“轨迹扫描法”是基于常规差电流的一种新型判别方法，其理论依据是：
　　①母线发生区外故障，只有很小的不平衡差电流，不平衡差电流不会大于差电流动作门槛，同时也不会超过比率制动的制动量，电流差动保护不会动作。
　　②母线发生区内故障，不论是否有个别支路的TA饱和，差电流连续而无间断点，同时差电流大于动作门槛，也会超过比率制动的制动量，电流差动保护动作。
　　③母线发生区外故障而导致TA饱和，当TA饱和很严重时，以积分方式计算的差动电流会大于动作门槛，同时也会超过比率制动的制动量，但由于饱和TA存在2ms及以上正确传变的时间，所以差电流是不连续而有间断点的，此时，由“轨迹扫描法”检测到的“差电流间断点”可以有效地防止电流差动保护误动。
　　“轨迹扫描法”对常规差电流的变化轨迹不间断地扫描监视，采用数学方法逐点整形处理，寻找“差流间断点”，判断是否区内故障，“轨迹扫描法”本质上并不判别TA是否饱和，所以，TA饱和（2ms及以上）对“轨迹扫描法”的判别并无影响，具有判别准确可靠的优点。
　　当检测到差电流波形中无“间断点”，则判断为发生区内故障，程序转入“出口跳闸判据”；当检测到差电流波形中有“间断点”，则判断为区外故障TA饱和，保护装置将重复上述“差电流轨迹法”扫描监视，直至差电流消失。