CN105337251A - 多斜率差动保护的参数整定方法和*** - Google Patents

Abstract

一种多斜率差动保护的参数整定方法及***，该方法包括：根据发电机、变压器的电气参数及电力***在最大运行方式的***参数，在等效电力网络中，根据差动保护区外三相金属性短路故障时各电源向短路点馈送的各短路电流与差动保护电流互感器的一次额定电流的比值确定拐点或基点；根据电气参数及电力***在正常运行方式的***参数，在等效电力网络中，以差动保护区内两相金属性短路时各电源向故障点馈送的各故障电流中的小者与差动速断值的比值不小于预设比值阈值为约束条件，根据差动保护区内三相金属性短路各电源向故障点馈送的各故障电流与上述一次额定电流的比值确定差动速断值。本发明实施例方案能够确保发电机、变压器及电力***的安全。

Description

多斜率差动保护的参数整定方法和***

技术领域

本发明涉及电力***领域，特别是涉及一种多斜率差动保护的参数整定方法及***。

背景技术

在现有技术条件下，发电机、变压器的相间短路主保护基本采用具有多比例制动特性(多斜率)的差动保护。差动保护的理论依据是基尔霍夫电流定律，即被保护设备等效为电路节点，被保护设备无故障时各支路电流的向量和为零，故障时各支路电流的向量和不为零。在差动保护中，保护区外故障时穿越保护的电流定为制动量，在平面中作为横轴，保护区内故障时流过保护的电流定为动作量，在平面中作为纵轴，为了防止差动保护区外故障时穿越电流引起差动保护误动，于是特别引入制动量使之与差动保护的动作量存在一线性关系，这个常数称为比例制动的斜率，也称为比例制动特性。两个不同比例制动特性折线的交点称之为拐点，在拐点处某一比例制动特性的折线延长线与制动量横轴的交点称之为基点。在差动保护区内故障时，当内部短路故障电流很大时，为防止电流互感器饱和引起差动保护延迟动作，专门设定了一个快速动作值，称之为差动速断值。

图1中示出了一个典型的多比例制动特性图，如图1所示，具有多比例制动特性(多斜率)的差动保护通常由折线AB、BC、CD、DE组成。折线AB与BC的交点B点为拐点1，折线BC与CD的交点C点为拐点2；折线CB的延长线与横轴相交于原点O，为基点1，折线DC的延长线与横轴相交于H点，为基点2。当被保护元件外部短路故障时，其最大的穿越电流为制动电流I_res.max，对应的动作电流为差动速断值的起始值I_op.inst。折线MD之上为速断区，在ABCD之上为动作区。这种具多折线的保护特性，能够快速切除区内各种轻微、严重故障，同时也保证灵敏度。需要说明的是，图1所示中，多斜率比例制动特性的动作区在ABCD之上部，在动作区中以水平折线MD划分为“速动区”和“非速动区”，MD只是为了便于说明问题而绘制，不属于动作特性曲线。

目前，我国具有多比例制动特性(多斜率)的发电机差动保护拐点2在保护装置中固定设置为4倍额定电流(I_e)，变压器的则固定设置为6I_e；发电机差动保护的差动速断值按3～5倍额定电流设置，变压器的则根据容量从2～12倍额定电流中选择设置。国外产品对于拐点2或基点2、以及差动保护速断值都仅仅给出可以设定的范围，没有提供设置方法。

在这种情况下，现有技术中的方式存在以下不足：

第一，当差动保护的拐点2(或基点2)按照固定值设定时，因发电机、变压器的容量不同，且所处的电力***不同，某些元件保护装置所整定的差动保护特性曲线将不可避免地产生畸变，不能完全适应不同容量的发电机、变压器所在的不同的电力***，其保护将不可避免地产生误动或拒动。

第二，在没有经过具体计算而仅仅凭经验而设定差动保护的拐点2(或基点2)及差动速断值，虽然差动速断值多数可在经验范围以内，但难免与实际情况之间存在偏差，影响发电机、变压器差动保护动作的准确性，难以保证所整定的结果在不同工况下同时满足保护的灵敏性和选择性的要求，给电力***安全稳定运行带来隐患。

发明内容

基于此，本发明实施例的目的在于提供一种多斜率差动保护的参数整定方法及***，其可以保证准确地对多斜率差动保护的参数进行设定，确定多斜率比例制动特性差动保护的拐点或基点以及差动速断值，确保发电机、变压器动作的准确性，确保发电机、变压器及电力***的安全。

为达到上述目的，本发明实施例采用以下技术方案：

一种多斜率差动保护的参数整定方法，包括步骤：

根据发电机、变压器的电气参数以及电力***在最大运行方式的***参数，在等效电力网络中，设定差动保护区外发生三相金属性短路故障的短路点；

确定在所述短路点发生三相金属性短路故障时，各电源向所述短路点馈送的各短路电流；

根据各短路电流与差动保护电流互感器的一次额定电流的第一比值，确定设备的多斜率比例制动特性差动保护的拐点或基点；

根据发电机、变压器的所述电气参数以及电力***在正常运行方式的***参数，在等效电力网络中，设定差动保护区内发生两相金属性短路故障、三相金属性短路故障；

确定差动保护区内发生两相金属性短路故障、三相金属性短路故障时，各电源向发生所述两相金属性短路故障、三相金属性短路故障的故障点馈送的各故障电流；

以差动保护区内发生两相金属性短路故障时的各故障电流中的小者与差动速断值的第二比值不小于预设比值阈值为约束条件，根据差动保护区内发生三相金属性短路故障时的各故障电流与所述差动保护电流互感器的一次额定电流的第三比值，确定所述设备的多斜率差动保护比例制动特性中的差动速断值。

一种多斜率差动保护的参数整定***，包括：

第一网络等效模块，用于根据发电机、变压器的电气参数以及电力***在最大运行方式的***参数，在等效电力网络中，设定差动保护区外发生三相金属性短路故障的短路点；

短路电流确定模块，用于确定在所述短路点发生三相金属性短路故障时，各电源向所述短路点馈送的各短路电流；

拐点或基点确定模块，用于根据各短路电流与差动保护电流互感器的一次额定电流的第一比值，确定设备的多斜率比例制动特性差动保护的拐点或基点；

第二网络等效模块，用于根据发电机、变压器的所述电气参数以及电力***在正常运行方式的***参数，在等效电力网络中，设定差动保护区内发生两相金属性短路故障、三相金属性短路故障；

故障电流确定模块，用于确定差动保护区内发生两相金属性短路故障、三相金属性短路故障时，各电源向发生所述两相金属性短路故障、三相金属性短路故障的故障点馈送的各故障电流；

差动速断值确定模块，用于以差动保护区内发生两相金属性短路故障时的各故障电流中的小者与差动速断值的第二比值不小于预设比值阈值为约束条件，根据差动保护区内发生三相金属性短路故障时的各故障电流与所述差动保护电流互感器的一次额定电流的第三比值，确定所述设备的多斜率差动保护比例制动特性中的差动速断值。

基于如上所述的本发明实施例的方案，其是基于发电机、变压器的电气参数以及电力***在最大运行方式和正常运行方式下的***参数，建立相应的等效电力网络，并在等效电力网络中进行故障模拟来获得相关电流值，并据此来对多斜率比例制动特性差动保护的拐点或基点、以及差速断值进行确定。这种方式与电力***进行了紧密结合，且是结合多种运行方式进行考虑，从而得到的多斜率比例制动特性能够保证发电机、变压器在任何工况下在区内发生短路故障时差动保护能准确动作，确保发电机、变压器动作的准确性，确保发电机、变压器及电力***的安全。

附图说明

图1是一个典型的多比例制动特性图；

图2是一个实施例中本发明的多斜率差动保护的参数整定方法的流程示意图；

图3是一个具体示例中主变压器高压侧d1点三相短路时的短路电流的示意图；

图4是一个具体示例中发电机机端d2点三相短路时的短路电流的示意图；

图5是一个具体示例中厂用变压器低压侧d3点三相短路时的短路电流的示意图；

图6是一个实施例中本发明的多斜率差动保护的参数整定***的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。

图2中示出了一个实施例中本发明的多斜率差动保护的参数整定方法的流程示意图。如图2所示，本实施例中的多斜率差动保护的参数整定方法包括步骤：

步骤S201：根据发电机、变压器的电气参数以及电力***在最大运行方式的***参数，在等效电力网络中，设定差动保护区外发生三相金属性短路故障的短路点(为便于与差动保护区内发生两相/三相金属性短路故障的短路点相区分，在本发明实施例中，将差动保护区外发生三相金属性短路故障的短路点简称为短路点)；

步骤S202：确定在所述短路点发生三相金属性短路故障时，各电源向所述短路点馈送的各短路电流；

步骤S203：根据各短路电流与差动保护电流互感器的一次额定电流的第一比值，确定设备的多斜率比例制动特性差动保护的拐点或基点；

步骤S204：根据发电机、变压器的所述电气参数以及电力***在正常运行方式的***参数，在等效电力网络中，设定差动保护区内发生两相金属性短路故障、三相金属性短路故障；

步骤S205：确定差动保护区内发生两相金属性短路故障、三相金属性短路故障时，各电源向发生所述两相金属性短路故障、三相金属性短路故障的故障点馈送的各故障电流，需要说明的是，为便于与差动保护区外发生三相金属性短路故障的短路点相区分，在本发明实施例中，将差动保护区内发生两相/三相金属性短路故障的短路点简称为故障点)；

步骤S206：以差动保护区内发生两相金属性短路故障时的各故障电流中的小者与差动速断值的第二比值不小于预设比值阈值为约束条件，根据差动保护区内发生三相金属性短路故障时的各故障电流与所述差动保护电流互感器的一次额定电流的第三比值，确定所述设备的多斜率差动保护比例制动特性中的差动速断值。

基于如上所述的本发明实施例的方案，其是基于发电机、变压器的电气参数以及电力***在最大运行方式和正常运行方式下的***参数，建立相应的等效电力网络，并在等效电力网络中进行故障模拟来获得相关电流值，并据此来对多斜率比例制动特性差动保护的拐点或基点、以及差速断值进行确定。这种方式与电力***进行了紧密结合，且是结合多种运行方式进行考虑，从而得到的多斜率比例制动特性能够保证发电机、变压器在任何工况下在区内发生短路故障时差动保护能准确动作，确保发电机、变压器动作的准确性，确保发电机、变压器及电力***的安全。

其中，在一个具体示例中，在上述步骤S203中根据各短路电流与差动保护电流互感器的一次额定电流的第一比值，确定设备的多斜率比例制动特性差动保护的拐点或基点时，具体可以通过下述方式进行：

将所述第一比值中的小者作为多斜率比例制动特性差动保护中的拐点2所对应的制动电流值的标幺值。

此外，在一个具体示例中，在上述步骤S206确定所述设备的多斜率差动保护比例制动特性中的差动速断值时，具体可以通过下述方式进行：

在满足差动保护区内发生两相金属性短路故障时的各故障电流中的小者与差动速断值的第二比值不小于预设比值阈值的约束条件的情况下，将差动保护区内发生三相金属性短路故障时的各故障电流与所述差动保护电流互感器的一次额定电流的第三比值中的小者作为多斜率比例制动特性差动保护中差动速断值的初始值的标幺值。

此外，在上述设备为发电机或者变压器时，由于在故障时流入它们的差动保护的电流有差异，因此，相应的短路电流、故障电流等可以有所区别。

在一个具体示例中，在所述设备为发电机时：

所述短路电流可以包括：发电机所馈的穿越机端电流互感器的第一短路电流、发电机向所述短路点馈送的第二短路电流；所述差动保护电流互感器的一次额定电流为机端电流互感器的一次额定电流；

所述差动保护区内发生三相金属性短路故障时的各故障电流可以包括：发电机馈入故障点的第一故障电流、***馈入故障点的第二故障电流；

所述第一比值可以包括：第一短路电流与机端电流互感器的一次额定电流的比值、第二短路电流与机端电流互感器的一次额定电流的比值；

所述第三比值可以包括：所述第一故障电流与机端电流互感器的一次额定电流的比值、所述第二故障电流与机端电流互感器的一次额定电流的比值。

在另一个具体示例中，在所述设备为主变压器时：

所述短路电流可以包括：发电机所馈的穿越变压器低压侧电流互感器的第三短路电流、***所馈的穿越变压器高压侧电流互感器的第四短路电流；

所述差动保护电流互感器的一次额定电流可以包括：变压器低压侧电流互感器的一次额定电流、变压器高压侧电流互感器的一次额定电流；

所述第一比值可以包括：第三短路电流与变压器低压侧电流互感器的一次额定电流的比值、第四短路电流与变压器高压侧电流互感器的一次额定电流的比值；

所述差动保护区内发生三相金属性短路故障时的各故障电流可以包括：***馈送到故障点的第三故障电流、发电机馈送到故障点的第四故障电流；

所述第三比值可以包括：所述第三故障电流与变压器高压侧电流互感器的一次额定电流的比值、所述第四故障电流与变压器低压侧电流互感器的一次额定电流的比值。

在另一个具体示例中，在所述设备为厂用变压器时：

所述短路电流可以包括：发电机所馈的穿越厂用变压器高压侧的第五短路电流、***馈送到短路点的第六短路电流；

所述差动保护电流互感器的一次额定电流可以包括：厂用变压器电源侧电流互感器的一次额定电流；

所述第一比值可以包括：第五短路电流与厂用变压器电源侧电流互感器的一次额定电流的比值、第六短路电流与厂用变压器电源侧电流互感器的一次额定电流的比值；

所述差动保护区内发生三相金属性短路故障时的各故障电流可以包括：***馈送到故障点的第五故障电流；

所述第三比值可以包括：所述第五故障电流与厂用变压器电源侧电流互感器的一次额定电流的比值。

基于如上所述的本发明实施例的方法，以下结合一个具体示例进行详细说明。

结合图1所示，对于发电机、变压器保护装置，其差动保护需要整定A、B、C和D点。在对该具体示例进行详细说明之前，先对各点进行整定的原理做一个简要说明。

对于差动保护最小动作电流I_op.min，即差动保护启动值，图1中的A点，在本发明实施例方案中，按躲过正常工况下最大不平衡电流来整定。保护两侧的电流互感器的变比误差、保护装置中通道回路的调整误差、变压器的误差电流如励磁电流等，是不平衡电流产生的原因。

差动起始制动电流I_res.min，对应制动电流值为I_res.brk1，即图1中的B点，作为拐点1，开始产生制动作用的电流值，按躲过外部故障切除后的暂态过程中产生的最大不平衡电流整定，应小于直流分量和剩磁引起CT饱和的电流值。

拐点2为斜率K_sl.1的折线L₁和斜率K_sl.2的折线L₂的交点，即图1中的C点，是第二斜率的起点，对应制动电流值为I_res.brk2，应小于交流分量引起CT饱和的电流值。

差动保护比例制动特性1的斜率K_sl.1，按躲过区外三相短路时产生的最大暂态不平衡电流来整定，主要考虑那些与负载电流成正比的误差，这些主要来自外部电流互感器、保护装置内部电流互感器的传变误差，以及变压器调压分接头变化带来的误差。

差动保护比例制动特性2的斜率K_sl.2，主要为躲过电流互感器饱和带来的影响，因此，在外部最严重故障下，电流互感器饱和而产生的不平衡电流时保护不应动作，该值整得比较高。

基点1是斜率为K_sl.1的折线L₁与制动量横坐标的交点，即图1中的O点，对应制动电流值为I_res.brk1，斜率为K_sl.1的折线L₁过原点且覆盖了电流比误差。

基点2是斜率为K_sl.2的折线L₂与制动量横坐标的交点，即图1中的H点，国内保护装置不需要整定该值，国外保护装置需要根据电路实际情况整定该值。

差动保护速断值I_op.inst，即图1中的D点，按躲过变压器初始励磁涌流或外部三相短路最大不平衡电流整定，无制动特性，应满足灵敏性要求。

基于上述说明，本发明实施例的目的在于确定差动保护的拐点(或基点)以及差动速断值。以下针对设备为发电机、变压器为例分别进行举例说明，然后在对厂用变压器的情况进行举例说明。

以设备为发电机为例，对发电机差动保护的拐点(或基点)及差动速断值的确定具体可以通过下述方式进行。

图3中是一个具体示例中主变压器高压侧d1点三相短路时的短路电流的示意图。如图3所示，d1点发生三相短路时，发电机所馈的穿越机端电流互感器3TI的短路电流为I_G.d1，***馈送到短路点的短路电流为I_S.d1。图4是该具体示例中发电机机端d2点三相短路时的短路电流的示意图。如图4所示，d2点发生三相短路时，发电机馈送到短路点的短路电流为I_G.d2，***馈送到短路点的短路电流为I_S.d2.L。

发电机的差动保护87G，当差动保护区外短路故障时，穿越发电机差动保护的故障电流不应使保护误动。构成发电机差动保护电流互感器的一次额定电流为I_1TI和I_3TI，在机端电流互感器I_3TI和中性点侧电流互感器I_1TI之外的都属于发电机差动保护的区外。故障点d1一定在发电机差动保护区外，而故障点d2则可能在发电机差动保护区外，也可能在发电机差动保护区内，因此，需要确定d1和d2点三相金属性短路故障时，流过发电机差动保护或穿越发电机差动保护的故障电流，显然，对于发电机差动保护，可不考虑***馈到短路点的短路故障电流，仅需要考虑发电机所馈的短路故障电流。

是发电机所馈的短路故障电流与其差动保护电流互感器的一次额定电流I_3TI之比可表示为如下所示：

$K_{G.n1}=\frac{I_{G.d1}}{I_{3TI}}$

$K_{G.n2}=\frac{I_{G.d2}}{I_{3TI}}$

当差动保护的I_op.min、I_res.min、I_res.brk1、K_sl.1和K_sl.2确定后，在上述K_G.n1和K_G.n2中，选取较小者就是拐点2所对应的制动电流值I_res.brk2的标幺值(pu)，即图1中的C点的横坐标。

如图1所示，斜率为K_sl.2的折线L₂与横轴之间的交点就是基点2。基点2的I_res.bas2标幺值由下列方程组可求解得到，即图1中的H点的横坐标。

I_op.1-I_op.min＝K_sl.1(I_res.brk2-I_res.min)

I_op.1-I_op.0＝K_sl.2(I_res.brk2-I_res.bas2)

I_op.0＝0

在确定发电机差动保护的差动速断值时，结合图4的发电机机端d2点三相短路时的短路电流的示意图，当发电机差动保护区内即机端d2点三相短路时，发电机馈入短路点的故障电流I_G.d2，***馈入短路点的故障电流I_S.d2.L，短路故障电流与其差动保护电流互感器的一次额定电流为I_3TI之比：

$I_{G.inst.1}=\frac{I_{G.d2}}{I_{3TI}}$

$I_{G.inst.2}=\frac{I_{S.d2.L}}{I_{3TI}}$

在上述I_G.inst.1和I_G.inst.2中，为保证区内故障时保护电流互感器不致饱和且发电机差动保护能快速动作，选择两者中较小者即为差动速断值的初选值的标幺值。然后，在通常运行方式下，当发电机保护区内发生两相金属性短路故障时，如果短路电流值与差动速断值之比不小于预设比值阈值，在本发明实施例中将该预设比值阈值设置为1.2，那么初选值或者小于等于初选值的标幺值即为所求I_op.G.inst，即图1中的D点的纵坐标。

以设备为主变压器为例，确定主变压器差动保护的拐点(或基点)及差动速断值的具体过程可以通过下述方式进行。

如图2所示，d1点发生三相短路时，发电机所馈的穿越主变压器低压侧电流互感器2TI的短路电流为I_G.d1，发电机馈送到短路点的短路电流为I_G.d1.H，***馈送到短路点的短路电流为I_S.d1。如图3所示，d2点发生三相短路时，发电机馈送到短路点的短路电流为I_G.d2，***馈送到短路点的短路电流为I_S.d2.L，***所馈的穿越主变压器高压侧的短路电流为I_S.d2。

主变压器的差动保护87TM，当差动保护区外短路故障时，穿越主变压器差动保护的故障电流不应使保护误动。构成主变压器差动保护电流互感器的一次额定电流为I_2TI和I_4TI，在电流互感器2TI和4TI之外的都属于主变压器差动保护的区外。故障点d1、d2都可能在主变压器差动保护区外，也可能在主变压器差动保护区内。如图3和图4所示，主变压器差动保护区外的d1、d2点三相金属性短路故障时，***和发电机所馈的短路故障电流与其差动保护电流互感器的一次额定电流之比：

$K_{TM.n1}=\frac{I_{G.d1}}{I_{2TI}}$

$K_{TM.n2}=\frac{I_{S.d2}}{I_{4TI}}$

当差动保护的I_op.min、I_res.min、I_res.brk1、K_sl.1和K_sl.2确定后，在上述K_TM.n1和K_TM.n2中，选取较小者就是拐点2所对应的制动电流I_res.brk2的标幺值，即图1中的C点的横坐标。

如图1所示，斜率为K_sl.2的折线L₂与横轴之间的交点就是基点2。基点2的I_res.bas2求法与上述发电机的确定方式相同，即图1中的H点的横坐标，在此不再详加赘述。

在确定主变压器差动保护的差动速断值时，如图3、4所示，当主变压器差动保护区内即d1或d2点三相短路时，发电机和***馈入短路点的故障电流与其差动保护电流互感器的一次额定电流之比：

$I_{TM.inst.1}=\frac{I_{S.d1}}{I_{4TI}}$

$I_{TM.inst.2}=\frac{I_{G.d2}}{I_{2TI}}$

在上述I_TM.inst.1和I_TM.inst.2中，为保证区内故障时保护电流互感器不致饱和且主变压器差动保护能快速动作，选择两者中最小者即为初选值的标幺值。然后，在通常运行方式下，当主变压器保护区内发生两相金属性短路故障时，如果短路电流值与差动速断值之比不小于预设比值阈值，在本发明实施例中将该预设比值阈值设置为1.2，那么初选值或者小于等于初选值的标幺值即为所求I_op.TM.inst，即图1中的D点的纵坐标。

以设备为厂用变压器为例，确定厂用变压器差动保护的拐点(或基点)及差动速断值的过程可以是如下所述。

图5是一个具体示例中厂用变压器低压侧d3点三相短路时的短路电流的示意图，如图5所示，d3点发生三相短路时，发电机所馈的穿越厂用变高压侧的短路电流为I_G.d3，***馈送到短路点的短路电流为I_S.d3。d4点发生三相短路时的故障电流与d3点基本一致，关于d4点不再描述。

厂用变压器的差动保护87TA，当差动保护区外短路故障时，穿越厂用变压器差动保护的故障电流不应使保护误动。构成厂用变压器差动保护电流互感器的一次额定电流为I_5TI和I_7TI及I_8TI，在电流互感器5TI、7TI和8TI之外的都属于厂用变压器差动保护的区外。厂用变压器差动保护区外的d3点三相金属性短路故障时，***和发电机所馈的短路故障电流与其差动保护电流互感器的一次额定电流之比：

$K_{TA.n1}=\frac{I_{G.d3}}{I_{5TI}}$

$K_{TA.n2}=\frac{I_{S.d3}}{I_{5TI}}$

当差动保护的I_op.min、I_res.min、I_res.brk1、K_sl.1和K_sl.2I确定后，在上述K_TA.n1和K_TA.n2中，选取较小者就是拐点2所对应的制动电流I_res.brk2的标幺值，即图1中的C点横坐标。

如图1所示，斜率为K_sl.2的折线L₂与横轴之间的交点就是基点2。基点2的I_res.bas2的求法与上述发电机中的确定方式相同，即图1中的H点的横坐标。

在确定厂用变压器差动保护的差动速断值时，如图4所示，为保证厂用变压器低压侧故障时保护仍满足灵敏系数的要求，其差动保护区内的假想故障选用d3点三相短路，在通常运行方式下，馈入短路点的故障电流与其差动保护电流互感器的一次额定电流之比：

$I_{TA.inst}=\frac{I_{d3.H}}{I_{5TI}}$

在上述I_TA.inst即为初选值的标幺值。在正常运行方式下，当厂用变压器保护区内发生两相金属性短路故障时，如果短路电流值与差动速断值之比不小于预设比值阈值，在本发明实施例中将该预设比值阈值设置为1.2，那么初选值或者小于等于初选值的标幺值即为所求I_op.TA.inst，图1中的D点的纵坐标。

结合如上所述的具体示例中的本发明技术方案，发电机、变压器差动保护的拐点2(或基点2)以及差动保护速断值如果按照本发明技术方案整定，结果能适应于不同容量的发电机、变压器所在的不同电力***，确保差动保护不拒动、不误动，保证发电机、变压器和***的安全稳定运行，避免因主设备受损和***不稳定而带来的经济损失和社会影响。

基于与上述方法相同的思想，本发明实施例还提供一种多斜率差动保护的参数整定***。图6中示出了一个实施例中本发明的多斜率差动保护的参数整定***的结构示意图。

如图6所示，本实施例中的***包括：

第一网络等效模块601，用于根据发电机、变压器的电气参数以及电力***在最大运行方式的***参数，在等效电力网络中，设定差动保护区外发生三相金属性短路故障的短路点；

短路电流确定模块602，用于确定在所述短路点发生三相金属性短路故障时，各电源向所述短路点馈送的各短路电流；

拐点或基点确定模块603，用于根据各短路电流与差动保护电流互感器的一次额定电流的第一比值，确定设备的多斜率比例制动特性差动保护的拐点或基点；

第二网络等效模块604，用于根据发电机、变压器的所述电气参数以及电力***在正常运行方式的***参数，在等效电力网络中，设定差动保护区内发生两相金属性短路故障、三相金属性短路故障；

故障电流确定模块605，用于确定差动保护区内发生两相金属性短路故障、三相金属性短路故障时，各电源向发生所述两相金属性短路故障、三相金属性短路故障的故障点馈送的各故障电流；

差动速断值确定模块606，用于以差动保护区内发生两相金属性短路故障时的各故障电流中的小者与差动速断值的第二比值不小于预设比值阈值为约束条件，根据差动保护区内发生三相金属性短路故障时的各故障电流与所述差动保护电流互感器的一次额定电流的第三比值，确定所述设备的多斜率差动保护比例制动特性中的差动速断值。

基于如上所述的本发明实施例的方案，其是基于发电机、变压器的电气参数以及电力***在最大运行方式和正常运行方式下的***参数，建立相应的等效电力网络，并在等效电力网络中进行故障模拟来获得相关电流值，并据此来对多斜率比例制动特性差动保护的拐点或基点、以及差速断值进行确定。这种方式与电力***进行了紧密结合，且是结合多种运行方式进行考虑，从而得到的多斜率比例制动特性能够保证发电机、变压器在任何工况下在区内发生短路故障时差动保护能准确动作，确保发电机、变压器动作的准确性，确保发电机、变压器及电力***的安全。

其中，在一个具体示例中，所述拐点或基点确定模块603在根据各短路电流与差动保护电流互感器的一次额定电流的第一比值，确定设备的多斜率比例制动特性差动保护的拐点或基点时，具体可以通过下述方式进行：

将所述第一比值中的小者作为多斜率比例制动特性差动保护中的拐点2所对应的制动电流值的标幺值。

此外，在一个具体示例中，差动速断值确定模块606在确定所述设备的多斜率差动保护比例制动特性中的差动速断值时，具体可以通过下述方式进行：

在满足差动保护区内发生两相金属性短路故障时的各故障电流中的小者与差动速断值的第二比值不小于预设比值阈值的约束条件的情况下，将各第三比值中的小者作为多斜率比例制动特性差动保护中差动速断值的初始值的标幺值。

此外，在上述设备为发电机或者变压器时，由于在故障时流入它们的差动保护的电流有差异，因此，相应的短路电流、故障电流等可以有所区别。

在一个具体示例中，在所述设备为发电机时：

所述短路电流包括：发电机所馈的穿越机端电流互感器的第一短路电流、发电机向所述短路点馈送的第二短路电流；所述差动保护电流互感器的一次额定电流为机端电流互感器的一次额定电流；所述差动保护区内发生三相金属性短路故障时的各故障电流包括：发电机馈入故障点的第一故障电流、***馈入故障点的第二故障电流；所述第一比值包括：第一短路电流与机端电流互感器的一次额定电流的比值、第二短路电流与机端电流互感器的一次额定电流的比值；所述第三比值包括：所述第一故障电流与机端电流互感器的一次额定电流的比值、所述第二故障电流与机端电流互感器的一次额定电流的比值；

在另一个具体示例中，在所述设备为主变压器时：

所述短路电流包括：发电机所馈的穿越变压器低压侧电流互感器的第三短路电流、***所馈的穿越变压器高压侧电流互感器的第四短路电流；所述差动保护电流互感器的一次额定电流包括：变压器低压侧电流互感器的一次额定电流、变压器高压侧电流互感器的一次额定电流；所述第一比值包括：第三短路电流与变压器低压侧电流互感器的一次额定电流的比值、第四短路电流与变压器高压侧电流互感器的一次额定电流的比值；所述差动保护区内发生三相金属性短路故障时的各故障电流包括：***馈送到故障点的第三故障电流、发电机馈送到故障点的第四故障电流；所述第三比值为包括：所述第三故障电流与变压器高压侧电流互感器的一次额定电流的比值、所述第四故障电流与变压器低压侧电流互感器的一次额定电流的比值。

在另一个具体示例中，在所述设备为厂用变压器时：所述短路电流可以包括：发电机所馈的穿越厂用变压器高压侧的第五短路电流、***馈送到短路点的第六短路电流；所述差动保护电流互感器的一次额定电流可以包括：厂用变压器电源侧电流互感器的一次额定电流；所述第一比值可以包括：第五短路电流与厂用变压器电源侧电流互感器的一次额定电流的比值、第六短路电流与厂用变压器电源侧电流互感器的一次额定电流的比值；所述差动保护区内发生三相金属性短路故障时的各故障电流可以包括：***馈送到故障点的第五故障电流；所述第三比值可以包括：所述第五故障电流与厂用变压器电源侧电流互感器的一次额定电流的比值。

上述预设比值阈值可以基于实际需要进行设置，在本发明实施例方案的一个具体实现方式中，该预设比值阈值可以设置为1.2。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种多斜率差动保护的参数整定方法，其特征在于，包括步骤：

根据发电机、变压器的电气参数以及电力***在最大运行方式的***参数，在等效电力网络中，设定差动保护区外发生三相金属性短路故障的短路点；

确定在所述短路点发生三相金属性短路故障时，各电源向所述短路点馈送的各短路电流；

根据各短路电流与差动保护电流互感器的一次额定电流的第一比值，确定设备的多斜率比例制动特性差动保护的拐点或基点；

根据发电机、变压器的所述电气参数以及电力***在正常运行方式的***参数，在等效电力网络中，设定差动保护区内发生两相金属性短路故障、三相金属性短路故障；

确定差动保护区内发生两相金属性短路故障、三相金属性短路故障时，各电源向发生所述两相金属性短路故障、三相金属性短路故障的故障点馈送的各故障电流；

以差动保护区内发生两相金属性短路故障时的各故障电流中的小者与差动速断值的第二比值不小于预设比值阈值为约束条件，根据差动保护区内发生三相金属性短路故障时的各故障电流与所述差动保护电流互感器的一次额定电流的第三比值，确定所述设备的多斜率差动保护比例制动特性中的差动速断值。

2.根据权利要求1所述的多斜率差动保护的参数整定方法，其特征在于：将所述第一比值中的小者作为多斜率比例制动特性差动保护中的拐点2所对应的制动电流值的标幺值。

3.根据权利要求1所述的多斜率差动保护的参数整定方法，其特征在于，确定所述设备的多斜率差动保护比例制动特性中的差动速断值的方式包括：

在满足所述约束条件的情况下，将各第三比值中的小者作为多斜率比例制动特性差动保护中差动速断值的初始值的标幺值。

4.根据权利要求1或2或3所述的多斜率差动保护的参数整定方法，其特征在于，在所述设备为发电机时：

所述短路电流包括：发电机所馈的穿越机端电流互感器的第一短路电流、发电机向所述短路点馈送的第二短路电流；所述差动保护电流互感器的一次额定电流为机端电流互感器的一次额定电流；

差动保护区内发生三相金属性短路故障时的各故障电流包括：发电机馈入故障点的第一故障电流、***馈入故障点的第二故障电流；

所述第一比值包括：第一短路电流与机端电流互感器的一次额定电流的比值、第二短路电流与机端电流互感器的一次额定电流的比值；

所述第三比值包括：所述第一故障电流与机端电流互感器的一次额定电流的比值、所述第二故障电流与机端电流互感器的一次额定电流的比值。

5.根据权利要求1或2或3所述的多斜率差动保护的参数整定方法，其特征在于，在所述设备为主变压器时：

所述短路电流包括：发电机所馈的穿越变压器低压侧电流互感器的第三短路电流、***所馈的穿越变压器高压侧电流互感器的第四短路电流；

所述差动保护电流互感器的一次额定电流包括：变压器低压侧电流互感器的一次额定电流、变压器高压侧电流互感器的一次额定电流；

所述第一比值包括：第三短路电流与变压器低压侧电流互感器的一次额定电流的比值、第四短路电流与变压器高压侧电流互感器的一次额定电流的比值；

差动保护区内发生三相金属性短路故障时的各故障电流包括：***馈送到故障点的第三故障电流、发电机馈送到故障点的第四故障电流；

所述第三比值包括：所述第三故障电流与变压器高压侧电流互感器的一次额定电流的比值、所述第四故障电流与变压器低压侧电流互感器的一次额定电流的比值。

6.根据权利要求1或2或3所述的多斜率差动保护的参数整定方法，其特征在于，在所述设备为厂用变压器时：

所述短路电流包括：发电机所馈的穿越厂用变压器高压侧的第五短路电流、***馈送到短路点的第六短路电流；

所述差动保护电流互感器的一次额定电流包括：厂用变压器电源侧电流互感器的一次额定电流；

所述第一比值包括：第五短路电流与厂用变压器电源侧电流互感器的一次额定电流的比值、第六短路电流与厂用变压器电源侧电流互感器的一次额定电流的比值；

差动保护区内发生三相金属性短路故障时的各故障电流包括：***馈送到故障点的第五故障电流；

所述第三比值包括：所述第五故障电流与厂用变压器电源侧电流互感器的一次额定电流的比值。

7.根据权利要求1或2或3所述的多斜率差动保护的参数整定方法，其特征在于，所述预设比值阈值为1.2。

8.一种多斜率差动保护的参数整定***，其特征在于，包括：

第一网络等效模块，用于根据发电机、变压器的电气参数以及电力***在最大运行方式的***参数，在等效电力网络中，设定差动保护区外发生三相金属性短路故障的短路点；

短路电流确定模块，用于确定在所述短路点发生三相金属性短路故障时，各电源向所述短路点馈送的各短路电流；

拐点或基点确定模块，用于根据各短路电流与差动保护电流互感器的一次额定电流的第一比值，确定设备的多斜率比例制动特性差动保护的拐点或基点；

第二网络等效模块，用于根据发电机、变压器的所述电气参数以及电力***在正常运行方式的***参数，在等效电力网络中，设定差动保护区内发生两相金属性短路故障、三相金属性短路故障；

故障电流确定模块，用于确定差动保护区内发生两相金属性短路故障、三相金属性短路故障时，各电源向发生所述两相金属性短路故障、三相金属性短路故障的故障点馈送的各故障电流；

差动速断值确定模块，用于以差动保护区内发生两相金属性短路故障时的各故障电流中的小者与差动速断值的第二比值不小于预设比值阈值为约束条件，根据差动保护区内发生三相金属性短路故障时的各故障电流与所述差动保护电流互感器的一次额定电流的第三比值，确定所述设备的多斜率差动保护比例制动特性中的差动速断值。

9.根据权利要求8所述的多斜率差动保护的参数整定***，其特征在于：

所述拐点或基点确定模块将所述第一比值中的小者作为多斜率比例制动特性差动保护中的拐点2所对应的制动电流值的标幺值；

和/或

所述差动速断值确定模块在满足所述约束条件的情况下，将各第三比值中的小者作为多斜率比例制动特性差动保护中差动速断值的初始值的标幺值。

10.根据权利要求8或9所述的多斜率差动保护的参数整定***，其特征在于：

在所述设备为发电机时：所述短路电流包括：发电机所馈的穿越机端电流互感器的第一短路电流、发电机向所述短路点馈送的第二短路电流；所述差动保护电流互感器的一次额定电流为机端电流互感器的一次额定电流；差动保护区内发生三相金属性短路故障时的各故障电流包括：发电机馈入故障点的第一故障电流、***馈入故障点的第二故障电流；所述第一比值包括：第一短路电流与机端电流互感器的一次额定电流的比值、第二短路电流与机端电流互感器的一次额定电流的比值；所述第三比值包括：所述第一故障电流与机端电流互感器的一次额定电流的比值、所述第二故障电流与机端电流互感器的一次额定电流的比值；

在所述设备为主变压器时：所述短路电流包括：发电机所馈的穿越变压器低压侧电流互感器的第三短路电流、***所馈的穿越变压器高压侧电流互感器的第四短路电流；所述差动保护电流互感器的一次额定电流包括：变压器低压侧电流互感器的一次额定电流、变压器高压侧电流互感器的一次额定电流；所述第一比值包括：第三短路电流与变压器低压侧电流互感器的一次额定电流的比值、第四短路电流与变压器高压侧电流互感器的一次额定电流的比值；差动保护区内发生三相金属性短路故障时的各故障电流包括：***馈送到故障点的第三故障电流、发电机馈送到故障点的第四故障电流；所述第三比值包括：所述第三故障电流与变压器高压侧电流互感器的一次额定电流的比值、所述第四故障电流与变压器低压侧电流互感器的一次额定电流的比值；

在所述设备为厂用变压器时：所述短路电流包括：发电机所馈的穿越厂用变压器高压侧的第五短路电流、***馈送到短路点的第六短路电流；所述差动保护电流互感器的一次额定电流包括：厂用变压器电源侧电流互感器的一次额定电流；所述第一比值包括：第五短路电流与厂用变压器电源侧电流互感器的一次额定电流的比值、第六短路电流与厂用变压器电源侧电流互感器的一次额定电流的比值；差动保护区内发生三相金属性短路故障时的各故障电流包括：***馈送到故障点的第五故障电流；所述第三比值包括：所述第五故障电流与厂用变压器电源侧电流互感器的一次额定电流的比值。