一种移相器的差动保护方法及装置与流程

本发明涉及电力系统，尤其涉及一种移相器的差动保护方法及装置。

背景技术：

1、移相器是一种新型潮流控制装置，因其经济紧凑的特点，在负荷密集地区、新能源消纳场景具有广泛的应用前景。移相器通过改变接入点的电压相角，实现对线路有功功率的控制。移相器是一种特殊类型的变压器，特别是双芯式移相器，等效于将励磁变压器和串联变压器集成于一体，因此移相器部分绕组位于变压器内部，互感器配置受限于移相器的体积要求和电磁环境。

2、若主要采用移相器进出线电流互感器配置移相器保护，现有变压器保护原理无法完全适用。主要原因是由于移相器移相角的存在，会在两侧形成差流，需要对这个差流进行补偿。而目前的变压器差动保护中角度补偿主要应用于yd11接线的变压器，d侧三相电流具有直接的kcl电流平衡关系，利用其即可进行角度补偿。而对于移相器来说出线侧没有三相直接相连的电流关系。因此无法直接补偿区域移相器差动保护。这将导致移相器互感器安装要求高，或者部分互感器安装条件下，移相器无法得到涵盖全类型故障的可靠保护。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种移相器的差动保护方法及装置，能够适用于多种类型的移相器，能够灵敏反映移相器各个档位下的故障，实现移相器的全范围电气覆盖。

2、为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

3、第一方面，本发明提供了一种移相器的差动保护方法，包括：

4、获取移相器的移相角、进线电流和出线电流；

5、根据移相角、进线电流和出线电流计算差动电流；

6、构建结合灵敏动作曲线和安全动作曲线的比例差动保护动作曲线；

7、根据差动电流和比例差动保护动作曲线判断是否触发差动保护动作。

8、可选的，所述差动电流为：

9、；

10、式中，为进线电流的测量值，电流方向指向移相器内部；为进线电流的计算值，电流方向与相反；

11、；

12、式中，为出线电流的测量值，电流方向指向移相器内部；为移相角。

13、可选的，所述获取移相器的移相角包括：

14、方式一：根据移相器的档位确定移相角；

15、方式二：根据移相器的进线电流和出线电流计算获取，将出线电流的正序分量领先进线电流的正序分量的角度作为移相角；

16、方式三：根据移相器的进线电压和出线电压计算获取，将出线电压的正序分量领先进线电压的正序分量的角度作为移相角。

17、可选的，若移相器的进线电流或出线电流小于电流阈值，则不通过方式二获取移相器的移相角；其中，所述电流阈值为能够准确提取正序分量的最小电流。

18、可选的，所述灵敏动作曲线的动作方程为：

19、；

20、所述安全动作曲线的动作方程为：

21、；

22、式中，为比例常数，为制动电流，为灵敏动作曲线的差动电流门槛值和差动电流转折点，为安全动作曲线的差动电流门槛值和差动电流转折点。

23、可选的，所述制动电流取上述进线电流计算值绝对值与进线电流测量值绝对值之和的二分之一，或进线电流计算值绝对值和进线电流测量值绝对值中的最大值。

24、可选的，所述差动电流转折点的取值范围为，且满足，为移相器额定电流。

25、可选的，所述根据差动电流和比例差动保护动作曲线判断是否触发差动保护动作包括：

26、获取移相器保护装置的工作状态，若出现移相器档位通信中断或移相角测量不准确对应的异常工况时，则仅投入安全动作曲线；若无异常工况时，则同时投入灵敏动作曲线和安全动作曲线；

27、响应于仅投入安全动作曲线：

28、当移相器任一相的差动电流大于安全动作曲线的差动电流门槛值，则判定移相器发生区内故障，触发差动保护动作；

29、响应于同时投入灵敏动作曲线和安全动作曲线：

30、当移相器任一相的差动电流大于灵敏动作曲线或安全动作曲线的差动电流门槛值，则判定移相器发生区内故障，触发差动保护动作。

31、第二方面，本发明提供了一种移相器的差动保护装置，所述装置包括：

32、数据获取模块，用于获取移相器的移相角、进线电流和出线电流；

33、差动计算模块，用于根据移相角、进线电流和出线电流计算差动电流；

34、曲线构建模块，用于构建结合灵敏动作曲线和安全动作曲线的比例差动保护动作曲线；

35、差动保护模块，用于根据差动电流和比例差动保护动作曲线判断是否触发差动保护动作。

36、可选的，所述灵敏动作曲线的动作方程为：

37、；

38、所述安全动作曲线的动作方程为：

39、；

40、式中，为比例常数，为制动电流，为灵敏动作曲线的差动电流门槛值和差动电流转折点，为安全动作曲线的差动电流门槛值和差动电流转折点。

41、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：

42、本发明提供的一种移相器的差动保护方法及装置，该方法通过采集移相器接入两侧的电流，根据序分量法计算得到差动电流，并结合比例制动曲线实现对成移相器差动电流的动作区域和非动作区域的区分。针对移相器这类特殊结构变压器内部互感器安装受限，以及传统磁平衡差动保护不能满足移相器全档位保护的问题，该方法仅采用移相器进线端和出线端的电流/电压互感器进行信号采集，能够实现对移相器各档位下全故障类型的保护，包括相间故障、对地故障以及匝间短路故障等的保护。该方法适用于多种类型的移相器，能够灵敏反映移相器各个档位下的故障，实现移相器的全范围电气覆盖。

技术特征：

1.一种移相器的差动保护方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的移相器的差动保护方法，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的移相器的差动保护方法，其特征在于，

4.根据权利要求3所述的移相器的差动保护方法，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的移相器的差动保护方法，其特征在于，

6.根据权利要求5所述的移相器的差动保护方法，其特征在于，

7.根据权利要求5所述的移相器的差动保护方法，其特征在于，

8.根据权利要求1所述的移相器的差动保护方法，其特征在于，所述根据差动电流和比例差动保护动作曲线判断是否触发差动保护动作包括：

9.一种移相器的差动保护装置，其特征在于，所述装置包括：

10.根据权利要求9所述的移相器的差动保护装置，其特征在于，

技术总结本发明公开了一种移相器的差动保护方法及装置，其差动保护方法包括：获取移相器的移相角、进线电流和出线电流；根据移相角、进线电流和出线电流计算差动电流；构建结合灵敏动作曲线和安全动作曲线的比例差动保护动作曲线；根据差动电流和比例差动保护动作曲线判断是否触发差动保护动作；通过采集移相器接入两侧的电流，根据序分量法计算得到差动电流，并结合比例制动曲线实现对成移相器差动电流的动作区域和非动作区域的区分，从而判断是否触发保护动作，适用于多种类型的移相器，能够灵敏反映移相器各个档位下的故障，实现移相器的全范围电气覆盖。技术研发人员：林金娇,李鹏,陈实,高磊,李群,张宁宇,宋亮亮,王同磊,郑俊超受保护的技术使用者：国网江苏省电力有限公司电力科学研究院技术研发日：技术公布日：2024/7/25