CN102696161A - 用于传输线的电流差动保护的模糊干扰继电器及方法 - Google Patents

Abstract

一种用于传输线（204）的电流差动保护的继电器（100），包括：在传输线的本地和远程端的传输线的每相的电流的对称序列电流的第一计算器（110）；在对称序列电流的组合电流i₁₂和i₀₁₂之间的相位差

和

的第二计算器（110）；模糊推理***（112），其输出变量y，其中变量y的值根据相位差

和

的值计算；第三计算器（120），其输出用于控制在传输线上布置的并且与继电器关联的断路器的触发信号，触发信号的值根据变量y的值和在所保护的传输线的本地和远程端的每相的电流的值计算。

Description

用于传输线的电流差动保护的模糊干扰继电器及方法

技术领域

本发明涉及使用利用电流互感器类型的测量传感器获得的电流测量的传输线的保护。

本发明也关注传输线保护***，且更具体地，用于电力传输线的电流差动保护继电器和方法。

本发明也关注用于操作电耦合到电力传输线的保护区域的电流差动保护继电器的方法、用于保护具有与之耦合的电流差动保护继电器的传输线的区域的方法、以及电流差动保护继电器。

保护区域可以包括具有两个接线端的传输线的部分。

背景技术

电流差动保护***仅使用从保护线获得的电流值信息。电流差动保护需要比较进出线路的保护区域的电流。在图1表示电传输线的电流差动保护***的例子。保护继电器2、4位于保护线1的每端。这种***可提供相间隔离的（phase-segregated）电流差动保护。断路器6、8和电流互感器（CT）7、9分别与继电器2、4关联。在继电器2、4之间的通信是由通信线路10实现。

在操作中，每个电流互感器7、9测量在保护线1的每端的线电流值，并且将这些值传送到其相关的继电器。每个继电器2、4将这些值传送到位于线1的另一端的继电器，用于传输线1的每相。因此，对每个相，继电器2将由电流互感器7给出的电流值i_s和从远程继电器（即，继电器4）发送并且在通信线路10上传送的线电流值i_r组合。当出现外部故障（例如在外部线路12上）时电流值的总和是零（i_s+i_r=0），而内部故障（在保护线1上，继电器2、4之间）将导致非零的组合电流（i_s+i_r≠0）。此外，当没有故障（既不在外部线路12上，也不在保护线1上）时电流值的总和等于零。

每个继电器2、4根据以适当的差异偏置（diff-bias）特性的形式的稳定函数控制其相关联的断路器6、8，该特性表示与继电器2、4关联的断路器6、8的触发条件。使用这种差异偏置特性防止由于从不完全补偿的充电电流、CT错误等产生的差动电流引起的意外的线路触发。相应的差异偏置特性如图2所示。根据该特性，触发标准是：

对于|i_bias|<I_S2,当|i_diff|>k₁|i_bias|+I_S1时，触发;

对于|i_bias|>I_S2,当|i_diff|>k₂|i_bias|-(k₂-k₁)I_S2+I_S1时，触发;

其中:

|i_bias|=0.5(|i_s|+|i_r|);

|i_diff|=|i_s+i_r|；

k₁,k₂:偏置百分比。

I_s1，I_s2,k₁和k₂的值是根据被保护线路的特性和期望的保护类型而任意选择的。

虽然大多数情况下，这一标准的保护配置是足够的，仍然有保护可能会失败的情况，特别是具有由在长时间持续的故障电流中的衰减直流分量引起的严重CT饱和的外部故障。

发明内容

因此需要对外部故障情况具有改进的稳定性的传输线的改进保护，仍然对要求迅速触发的内部故障具有维持的灵敏度和操作速度。

本发明的一个实施例提出用于至少一路传输线的电流差动保护的继电器，至少包括：

对称序列电流或对称序列分量的第一计算器，该对称序列电流或对称序列分量包括在所保护的传输线的本地和远程端的传输线的每相的电流的零序电流i₀、正序电流i₁和负序电流i₂；

在传输线的每端的对称序列电流i₀,i₁和i₂的组合电流i₁₂和i₀₁₂之间的相位差

和

的第二计算器；

模糊推理***，其输出变量y，其中变量y的值根据相位差

和的值计算；

第三计算器，其输出用于控制在传输线上排列的并且与继电器关联的至少一个断路器的触发信号，触发信号的值根据变量y的值和在所保护的传输线的本地和远程端的传输线的每相的电流的值来计算。

此类电流差动保护使能更好的触发性能，尤其对于具有严重的CT饱和的外部故障的情况，当传统电流差动保护会错误操作时。其避免了健康的传输线的不希望的触发，这可能危及全局电力***的稳定性，尤其当保护线路负载较重时。

根据本发明的电流差动保护结合了电流幅度和相位值比较准则的长处。根据模糊推理***的输出值来适配触发信号的值（其可以对应于继电器稳定特性），该模糊推理***对序列电流组合的相位差应用模糊逻辑。此类适应稳定特性提高了电流差动保护的性能并且确保较高的鲁棒性，尤其对于具有CT饱和的外部故障的情况。

组合电流i₁₂和i₀₁₂可以这样：

i₁₂=i₂–k_1gi₁;

i₀₁₂=k_2pi₂+k_1g(i₁+i₀);

其中当在每相的电流幅度高于或等于在任何相的大约1.5单位时，k_1g=k_2p=0，否则，k_1g和k_2p为非零的实数。

模糊推理***可以至少包括：

-fuzzyfication单元，其可以将相位差值和

转换为模糊变量和

-推理运算单元，其根据模糊规则基础对模糊变量

和

执行推理运算并且可以输出作为所述推理运算的结果的最终的模糊集μ(y)；

-defuzzyfication单元，其可通过defuzzyfication运算将最终的模糊集μ(y)转换为变量y。

在这种情况下，fuzzyfication单元可以将相位差转换为模糊变量

从而：

-当的值包括在0°和75°之间时，

可以是“低”，具有等于1的值，并且可以是“高”，具有等于0的值；

-当的值包括在80°和180°之间时，则

可以是“低”，具有等于0的值，和可以是“高”，具有等于1的值；

-当

的值包括在75°和80°之间时，

可以是“低”，具有等于

的值，和可以是“高”，具有等于的的值。

fuzzyfication单元可以将相位差转换为模糊变量

从而：

-当

的值包括在0°和75°之间时，

可以是“低”，具有等于1的值，并且可以是“高”，具有等于0的值；

-当

的值包括在85°和180°之间时，

可以是“低”，具有等于0的值，和可以是“高”，具有等于1的值；

-当

的值包括在75°和85°之间时，可以是“低”，具有等于的值，和可以是“高”，具有等于的的值。

推理运算单元可以根据如下模糊规则基础执行推理运算：

-如果

是“高”AND（与）

是“高”，则y是“L”；

如果是“低”AND是“高”，OR（或）,是“高”AND

是“低”，则y是“M”；

如果

是“低”AND

是“低”，则y是“H”；

其中“L”、“M”和“H”是分别对应于输出值0、1和2的单元素集合（singleton）。

模糊规则基础的逻辑函数“与”和“或”可以分别对应于运算符“Product”和“Maximum”。

defuzzyfication运算可以是加权系数法，产生的输出值y可以表示为：

$y=\frac{{\mathrm{\&mu;}}_L{y}_L+{\mathrm{\&mu;}}_M{y}_M+{\mathrm{\&mu;}}_H{y}_H}{{\mathrm{\&mu;}}_L+{\mathrm{\&mu;}}_M+{\mathrm{\&mu;}}_H},$ 其中

当y=0时，μ_L=1,以及否则μ_L=0;

当y=1时，μ_M=1,以及否则μ_M=0;

当y=2时，μ_H=1,以及否则μ_L=0。

第三计算器可以计算对应于触发信号的稳定特性的偏差百分比k₁和k₂的值，从而：

当参数y高于大约1.5时，k₁=0.3+0.8y，否则k₁=0.3；

k₂=1.5+1.6y，

断路器的触发条件是：

对于|i_bias|<I_S2,，当|i_diff|>k₁|i_bias|+I_S1时触发；

对于|i_bias|>I_S2，当|i_diff|>k₂|i_bias|-(k₂-k₁)I_S2+I_S1时触发；

其中，对于传输线的每相：

|i_bias|=0.5(|i_s|+|i_r|),和

|i_diff|=|i_s+i_r|，其中

i_s:在所保护的传输线的本地端的电流；

i_r:在所保护的传输线的远程端的电流；

I_S1，I_S2：非零的正实数。

本发明的另一实施例关注至少一个传输线的电流差动保护方法，至少包括如下步骤：

-计算对称序列电流，该对称序列电流包括在所保护的传输线的本地和远程端的传输线的每相的电流的零序电流i₀、正序电流i₁和负序电流i₂；

-计算在传输线的每端的对称序列电流i₀、i₁和i₂的组合电流i₁₂和i₀₁₂之间的相位差

和

-对相位差

和

应用模糊推理方法，输出变量y，其中变量y的值根据相位差

和

的值计算；

-根据变量y的值和在所保护的传输线的本地和远程端的每相的电流的值计算用于控制在传输线上布置的至少一个断路器的触发信号的值。

模糊推理方法可以至少包括如下步骤：

-fuzzyfication运算，其将相位差值

和转换为模糊变量

和

-根据模糊规则基础对模糊变量和

进行推理运算以输出最终的模糊集μ(y)；

-defuzzyfication运算，其将最终的模糊集μ(y)转换为变量y。fuzzyfication运算可以将相位差的

转换为模糊变量

从而：

-当

的值包括在0°和75°之间时，

是“低”，具有等于1的值，并且可以是“高”具有等于0的值；

-当

的值包括在80°和180°之间时，则可以是“低”，具有等于0的值，和可以是“高”，具有等于1的值；

-当

的值包括在75°和80°之间时，可以是“低”，具有等于

的值，和可以是“高”，具有等于的

的值。

fuzzyfication运算可以将相位差

转换为模糊变量从而：

-当

的值包括在0°和75°之间时，

可以是“低”，具有等于1的值，并且可以是“高”，具有等于0的值；

-当

的值包括在85°和180°之间时，

可以是“低”，具有等于0的值，和可以是“高”，具有等于1的值；

-当

的值包括在75°和85°之间时，可以是“低”，具有等于的值，和可以是“高”，具有等于

的值。

可以根据如下模糊规则基础执行推理运算：

-如果

是“高”AND

是“高”，则y是“L”；

如果是“低”AND

是“高”，OR，

是“高”AND

是“低”，则y是“M”；

如果

是“低”AND

是“低”，则y是“H”；

其中“L”、“M”和“H”是分别对应于输出值0、1和2的单元素集合。

可以计算对应于触发信号的稳定特性的偏差百分比k₁和k₂的值，从而：

k₁=0.3+0.8y；

k₂=1.5+1.6y；

断路器的触发条件是：

对于|i_bias|<I_S2,，当|i_diff|>k₁|i_bias|+I_S1时触发；

对于|i_bias|>I_S2，当|i_diff|>k₂|i_bias|-(k₂-k₁)I_S2+I_S1时触发；

其中，对于传输线的每相：

|i_bias|=0.5(|i_s|+|i_r|),和

|i_diff|=|i_s+i_r|,其中

i_s:在所保护的传输线的本地端的电流；

i_r:在所保护的传输线的远程端的电流；

I_S1，I_S2：非零的正实数。

本发明也关注电流差动保护***，包括如上所述的至少两个继电器，每个被耦合到传输线的一端并且通过通信部件相互链接。

在传输线的本地和远程端的电流的值可以通过测量传感器（例如排列在传输线的每端的电流互感器）测量。

本发明也关注操作电耦合到传输线的电流差动保护继电器的方法，所述方法包括执行如上描述的电流差动保护方法。

附图说明

在参考附图阅读基于单纯说明目的而非限制目的给出的示范实施例的描述后，本发明将被更好地理解，其中：

图1示出现有技术的电力传输线的电流差动保护***。

图2示出电流差动保护继电器的稳定函数。

图3示出根据本发明的特定实施例的用于两端传输线的电流差动保护***。

图4示出根据本发明的特定实施例的电流差动保护***的继电器。

图5示出根据本发明的特定实施例的继电器的模糊推理***的框图。

图6示出根据本发明的特定实施例的由继电器的模糊推理***的fuzzyfication单元使用的梯形成员函数（trapezoidal membership function）。

图7示出根据本发明的特定实施例的由继电器的fuzzyfication干扰***的干扰操作单元获得的最终模糊设置。

下面描述的附图的相同、相似或等价的部分具有相同的参考数字从而有助于从一图到另一图的移动。

在附图所示的各个部分没有必要根据一致的比例示出，以便使附图更清楚。

各种可能性（替换和实施例）应当理解为并非相互排斥而是能够彼此组合。

具体实施方式

图3示出根据特定实施例的电流差动保护***1000的示意图。该***包括两个继电器100a，100b，每个耦合到作为***1000保护的电线的传输线204的一端，或接线端。耦合针对的传输线204的每个相204.1-204.3，（这里即线路204的三个相）实现。断路器200.1a-200.3a和200.1b-200.3b以及电流互感器（CT）202.1a-202.3a和202.1b-202.3b被安排在传输线204的每个相204.1-204.3并且分别关联于继电器100a和100b。在继电器100a和100b之间的通信是通过通信线路206（在特定实施例中它是光纤线路）实现。然而，在继电器100a和100b之间的通信线路206可以是另一通信链路类型，例如像复用链路。

在操作中，每个电流互感器202.1a-202.3a、202.1b-202.3b测量在保护线204的每个端子的线电流值，并传送这些值到其相关联的继电器100a，100b。每个继电器100a，100b发送这些值到线路204的另一端的继电器，用于传输线204的每个相204.1-204.3。因此，对每个相，每个继电器100a，100b组合由关联的电流互感器给出的本地电流值i_s和从远程继电器发送的远程线电流值i_r。

图4示出根据特定实施例的对应于继电器100a、100b之一的继电器100的示意图。下面针对传输线204的一个相来描述继电器100的操作，但是在例如如图3表示的***1000的三相电力***中，这对于线路204的其他相是相同的。

继电器100包括：第一输入102，用于对每相接收由其关联的电流互感器测量的电流i_s；和第二输入104，用于从在传输线204的保护区的相对端的远程继电器接收线电流值i_r。在每个线路端的电流可以通过以固定的频率进行采样来测量。数据采样代表电流波形的瞬时值，并可包含直流偏移、谐波和高频成分。

然后用滤波器106对信号i_s和i_r进行滤波，该滤波器可以是使用一个周期的傅立叶滤波技术的数字滤波器，该技术产生向量形式的电流波形的功率频率成分。所有三相的向量值与其他相关的时序和状态信息一起在通信信道上发送到线路的另一端。此信息被视为其他继电器的远程信息。基于本地的和收到的向量信息，通过计算单元108计算差分电流i_diff和偏置，或稳定，电流i_bias，从而对于每相：

|i_bias|=0.5(|i_s|+|i_r|),和

|i_diff|=|i_s+i_r|。

然后i_r和i_s的值被第一计算器110用于计算序列电流，这是根据在滤波器106的输出获得的本地和远程向量信息的零序电流i₀、正序电流i₁和负序电流i₂。对于远程向量信息，该序列电流是：

$i_0=\frac{1}{3}(i_{\mathrm{ra}}+i_{\mathrm{rb}}+i_{\mathrm{rc}})$

$i_1=\frac{1}{3}(i_{\mathrm{ra}}+{\mathrm{ai}}_{\mathrm{rb}}+a^2{i}_{\mathrm{rc}})$

$i_2=\frac{1}{3}(i_{\mathrm{ra}}+a^2{i}_{\mathrm{rb}}+{\mathrm{ai}}_{\mathrm{rc}})$

其中，a＝1∠120°，并且i_ra、i_rb、i_rc分别对应于关于三相a、b和c的每个的在远程端的电流。

对于本地向量信息，该序列电流是：

$i_0=\frac{1}{3}(i_{\mathrm{sa}}+i_{\mathrm{sb}}+i_{\mathrm{sc}})$

$i_1=\frac{1}{3}(i_{\mathrm{sa}}+{\mathrm{ai}}_{\mathrm{sb}}+a^2{i}_{\mathrm{sc}})$

$i_2=\frac{1}{3}(i_{\mathrm{sa}}+a^2{i}_{\mathrm{sb}}+{\mathrm{ai}}_{\mathrm{sc}})$

并且i_sa、i_sb、i_sc分别对应于三相a、b和c的每个的本地电流。

这些序列电流然后被第一计算器110用于获得第一组合信号i1₂的值：

i₁₂=i₂–k_1gi₁

i₁₂是负序电流i₂和正序电流i₁的组合。在该组合中，负序电流i₂总是出现，同时正序电流i₁仅当三相故障发生时随同加权适当的系数k_1g而被减去。的确，对于对称故障（也即，当在每相的电流幅度高于或等于在任何相的大约1.5单位），k_1g等于零。否则，k_1g的值被选择为非零值，例如，等于6。

也通过第二计算器110计算第二组合信号i₀₁₂：

i₀₁₂=k_2pi₂+k_1g(i₁+i₀)

因此，与i₁₂相比，i₀₁₂被充实了零序电流以改进接地故障检测。当偏置电流大于或等于在任何相的1.5单位时启动组合信号的计算。事实上，如同k_1g，对于对称故障，k_2p等于零。否则，k_2p的值选择为非零，例如，等于6。

对先前计算的全部序列电流，计算组合信号i₁₂和i₀₁₂，这是根据本地和远程的向量信息的。

然后通过第二计算器（其是图5表示的示例中的第一计算器110）计算在组合信号i₁₂和i₀₁₂之间的相位差

和

的值，并从计算器110输出到模糊推理***112。

图5示出包括三个主要单元的模糊推理***112的框图。第一单元114是fuzzyfication单元，其利用如图6所示的梯形成员函数将输入变量（即

和

）转换为模糊变量

和

因此，当

的值包括在0°和75°之间时，

是“低”，具有等于1的值，以及是“高”，具有等于0的值。当的值包括在80°和180°之间时，则

是“低”，具有等于0的值，以及是“高”，具有等于1的值。当

的值包括在75°和80°之间时，

是“低”，具有等于

的值，以及是“高”，具有等于

的值。

因此，当

的值包括在0°和75°之间时，

是“低”，具有等于1的值，以及是“高”，具有等于0的值。当

的值包括在85°和180°之间时，

是“低”，具有等于0的值，以及是“高”，具有等于1的值。当

的值包括在75°和85°之间时，

是“低”，具有等于

的值，以及是“高”，具有等于

的值。

虽然在该实施例中使用梯形成员函数，可使用其他类型的成员函数转换相位差到模糊变量（S形，Σ形，Z形，三角形成员函数，...）。

然后，第二单元116（其是推理运算单元）对模糊变量

和

执行推理运算以获得最终的模糊集μ(y)。在此实施例中，由第二单元116使用的模糊规则基础由三个语句组成：

如果

是“高”AND

是“高”，则μ(y)是“L”；

如果

是“低”AND

是“高”，OR,

是“高”AND

是“低”，则μ(y)是“M”；

如果是“低”AND是“低”，则μ(y)是“H”；

其中“L”、“M”和“H”是分别对应于输出值0、1和2的单元素集合。（见图7，其代表最终的模糊集）。

使用模糊规则基础的推理方法可以是PROD-MAX方法，其中“Product”和“Maximum”运算符分别代表逻辑函数“与”和“或”。然而，可以使用其他的推理方法，如MAX-MIN（其中“Minimum（最小）”和“Maximum（最大）”运算符代表逻辑函数“与”和“或”）或SUM-PROD（其中运算符“sum”和“product”代表逻辑函数“或”和“与”）。

最后，第三单元118执行defuzzyfication操作，其通过使用加权系数法将最终模糊集μ(y)转换回到各自的卷曲值（crisp value），由此产生的卷曲值表示为：

$y=\frac{{\mathrm{\&mu;}}_L{y}_L+{\mathrm{\&mu;}}_M{y}_M+{\mathrm{\&mu;}}_H{y}_H}{{\mathrm{\&mu;}}_L+{\mathrm{\&mu;}}_M+{\mathrm{\&mu;}}_H},$ 其中

当y=0时，μ_L=1,以及否则μ_L=0;

当y=1时,μ_M=1，以及否则μ_M=0;

当y=2时,μ_H=1，以及否则μ_L=0。

然后继电器100的第三计算器120利用在模糊推理***112的输出处获得的值y来计算稳定特性的偏差百分比k₁和k₂的值：

当参数y高于大约1.5时，k₁=0.3+0.8y，否则k₁=0.3；

k₂=1.5+1.6y。

因此继电器100的触发条件是：

对于|i_bias|<I_S2,，当|i_diff|>k₁|i_bias|+I_S1时触发；

对于|i_bias|>I_S2，当|i_diff|>k₂|i_bias|-(k₂-k₁)I_S2+I_S1时触发；

其中I_S1=0.3和I_S2=2。

Claims (19)

1.一种用于至少一个传输线（204）的电流差动保护的继电器（100,100a，100b），至少包括：

对称序列电流的第一计算器（110），该对称序列电流包括在所保护的传输线（204）的本地和远程端的传输线（204）的每相(204.1,204.2,204.3)的电流的零序电流i₀、正序电流i₁和负序电流i₂；

在传输线（204）的每端的对称序列电流i₀,i₁和i₂的组合电流i₁₂和i₀₁₂之间的相位差

和

的第二计算器（110）；

模糊推理***（112），其输出变量y，其中根据相位差

和

的值计算变量y的值；

第三计算器（120），其输出用于控制在传输线（204）上布置的并且与继电器（100,100a，100b）关联的至少一个断路器（200.1a，200.2a，200.3a，200.1b，200.2b，200.3b）的触发信号，触发信号的值根据变量y的值和在所保护的传输线（204）的本地和远程端的传输线（204）的每相(204.1,204.2,204.3)的电流的值来计算。

2.根据权利要求1所述的继电器（100,100a，100b），其中组合电流i₁₂和i₀₁₂是如下：

i₁₂=i₂–k_1gi₁;

i₀₁₂=k_2pi₂+k_1g(i₁+i₀);

其中当在每相的电流幅度高于x或等于在任何相的大约1.5每单位时，k_1g=k_2p=0，否则，k_1g和k_2p零实数。

3.根据前述权利要求之一所述的继电器（100,100a，100b），其中模糊推理***（112）至少包括：

-fuzzyfication单元（114），其将相位差值

和

转换为模糊变量

和

-推理运算单元（116），其根据模糊规则基础对模糊变量和

执行推理运算并且输出作为所述推理运算的结果的最终的模糊集μ(y)；

-defuzzyfication单元（118）,其通过defuzzyfication运算将最终的模糊集μ(y)转换为变量y。

4.根据权利要求3所述的继电器（100,100a，100b），其中fuzzyfication单元（114）将相位差

转换为模糊变量从而：

-当的值包括在0°和75°之间时，

是“低”，具有等于1的值，以及是“高”，具有等于0的值；

-当

的值包括在80°和180°之间时，

是“低”，具有等于0的值，以及是“高”，具有等于1的值；

-当

的值包括在75°和80°之间时，

是“低”，具有等于

的值，以及是“高”，具有等于的值。

5.根据权利要求3或4之一所述的继电器（100,100a，100b），其中fuzzyfication单元（114）将相位差

转换为模糊变量

从而：

-当

的值包括在0°和75°之间时，

是“低”，具有等于1的值，以及是“高”，具有等于0的值；

-当

的值包括在85°和180°之间时，

是“低”，具有等于0的值，以及是“高”具有等于1的值；

-当

的值包括在75°和85°之间时，是“低”，具有等于

的值，以及是“高”，具有等于的值。

6.根据权利要求3到5之一所述的继电器（100,100a，100b），其中推理运算单元（116）根据如下模糊规则基础执行推理运算：

-如果

是“高”AND

是“高”，则y是“L”；

如果

是“低”AND

是“高”，OR，

是“高”AND

是“低”，则y是“M”；

如果

是“低”AND

是“低”，则y是“H”；

其中“L”、“M”和“H”是分别对应于输出值0、1和2的单元素集合。

7.根据权利要求6所述的继电器（100,100a，100b），其中模糊规则基础的逻辑函数“AND与”和“OR或”分别对应于运算符“Product”和“Maximum”。

8.根据权利要求3到7之一所述的继电器（100,100a，100b），其中defuzzyfication运算是加权系数法，产生的输出值y表示为：

$y=\frac{{\mathrm{\&mu;}}_L{y}_L+{\mathrm{\&mu;}}_M{y}_M+{\mathrm{\&mu;}}_H{y}_H}{{\mathrm{\&mu;}}_L+{\mathrm{\&mu;}}_M+{\mathrm{\&mu;}}_H},$ 其中

当y=0时，μ_L=1,以及否则μ_L=0;

当y=1时,μ_M=1，以及否则μ_M=0;

当y=2时,μ_H=1，以及否则μ_L=0。

9.根据前述权利要求之一所述的继电器（100,100a，100b），其中第三计算器（120）计算与触发信号对应的稳定特性的偏差百分比k₁和k₂的值，从而：

当参数y高于大约1.5时，k₁=0.3+0.8y，否则k₁=0.3；

k₂=1.5+1.6y，

断路器（200.1a，200.2a，200.3a，200.1b，200.2b，200.3b）的触发条件是：

对于|i_bias|<I_S2,，当|i_diff|>k₁|i_bias|+I_S1时触发；

对于|i_bias|>I_S2，当|i_diff|>k₂|i_bias|-(k₂-k₁)I_S2+I_S1时触发；

其中，对于传输线（204）的每相(204.1,204.2,204.3)：

|i_bias|=0.5(|i_s|+|i_r|),和

|i_diff|=|i_s+i_r|，其中

i_s:在所保护的传输线（204）的本地端的电流；

i_r:在所保护的传输线（204）的远程端的电流；

I_S1，I_S2：非零的正实数。

10.一种用于至少一个传输线（204）的电流差动保护方法，至少包括如下步骤：

-计算对称序列电流，该对称序列电流包括在所保护的传输线（204）的本地和远程端的传输线（204）的每相(204.1,204.2,204.3)的电流的零序电流i₀、正序电流i₁和负序电流i₂；

-计算在传输线（204）的每端的对称序列电流i₀,i₁和i₂的组合电流i₁₂和i₀₁₂之间的相位差

和

-对相位差

和

应用模糊推理方法，输出变量y，其中变量y的值根据相位差和的值计算；

-根据变量y的值和在所保护的传输线（204）的本地和远程端的每相(204.1,204.2,204.3)的电流的值计算用于控制在传输线（204）上布置的至少一个断路器（200.1a，200.2a，200.3a，200.1b，200.2b，200.3b）的触发信号的值。

11.根据权利要求10所述的方法，其中组合电流i₁₂和i₀₁₂是如下：

i₁₂=i₂–k_1gi₁;

i₀₁₂=k_2pi₂+k_1g(i₁+i₀);

其中当在每相的电流幅度高于或等于在任何相的大约1.5每单位时，k_1g=k_2p=0，否则，k_1g和k_2p为非零的实数。

12.根据权利要求10或11之一所述的方法，其中模糊推理方法至少包括如下步骤：

-fuzzyfication运算，其将相位差值

和

转换为模糊变量

和

-根据模糊规则基础对模糊变量

和进行推理运算以输出最终的模糊集μ(y)；

-defuzzyfication运算，其将最终的模糊集μ(y)转换为变量y。

13.根据权利要求12所述的方法，其中fuzzyfication运算将相位差

转换为模糊变量

从而：

-当

的值包括在0°和75°之间时，

是“低”，具有等于1的值，以及是“高”，具有等于0的值；

-当

的值包括在80°和180°之间时，

是“低”，具有等于0的值，以及是“高”，具有等于1的值；

-当

的值包括在75°和80°之间时，

是“低”，具有等于

的值，以及是“高”，具有等于的值。

14.根据权利要求12或13之一所述的方法，其中fuzzyfication运算将相位差

转换为模糊变量

从而：

-当

的值包括在0°和75°之间时，

是“低”，具有等于1的值，以及是“高”，具有等于0的值；

-当

的值包括在85°和180°之间时，

是“低”，具有等于0的值，以及是“高”，具有等于1的值；

-当

的值包括在75°和85°之间时，

是“低”，具有等于

的值，以及是“高”，具有等于的值。

15.根据权利要求12到14之一所述的方法，其中根据如下模糊规则基础执行推理运算：

-如果

是“高”AND

是“高”，则y是“L”；

如果

是“低”AND是“高”，OR，

是“高”AND是“低”，则y是“M”；

如果是“低”AND

是“低”，则y是“H”；

其中“L”、“M”和“H”是分别对应于输出值0、1和2的单元素。

16.根据权利要求15所述的方法，其中模糊规则基础的逻辑函数“AND与”和“OR或”分别对应于运算符“Product”和“Maximum”。

17.根据权利要求12到16之一所述的方法，其中defuzzyfication运算是加权系数法，产生的输出值y表示为：

$y=\frac{{\mathrm{\&mu;}}_L{y}_L+{\mathrm{\&mu;}}_M{y}_M+{\mathrm{\&mu;}}_H{y}_H}{{\mathrm{\&mu;}}_L+{\mathrm{\&mu;}}_M+{\mathrm{\&mu;}}_H},$ 其中

当y=0时，μ_L=1,以及否则μ_L=0;

当y=1时,μ_M=1，以及否则μ_M=0;

当y=2时,μ_H=1，以及否则μ_L=0。

18.根据权利要求10到17之一所述的方法，其中计算与触发信号对应的稳定特性的偏差百分比k₁和k₂的值，从而：

当参数y高于大约1.5时，k₁=0.3+0.8y，否则k₁=0.3；

k₂=1.5+1.6y，

断路器（200.1a，200.2a，200.3a，200.1b，200.2b，200.3b）的触发条件是：

对于|i_bias|<I_S2,，当|i_diff|>k₁|i_bias|+I_S1时触发；

对于|i_bias|>I_S2，当|i_diff|>k₂|i_bias|-(k₂-k₁)I_S2+I_S1时触发；

其中，对于传输线（204）的每相(204.1,204.2,204.3)：

|i_bias|=0.5(|i_s|+|i_r|),和

|i_diff|=|i_s+i_r|，其中

i_s:在所保护的传输线（204）的本地端的电流；

i_r:在所保护的传输线（204）的远程端的电流；

I_S1，I_S2：非零的正实数。

19.一种电流差动保护***（1000），包括根据权利要求1到9之一所述的至少两个继电器（100a，100b），每个被耦合到传输线（204）的一端并且通过通信部件（206）相互链接。

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