２０１５年第１５期 ＮＯ．１５．２０１５ （总第３３０期） 中圉高新竣术企址 ｆ ｎ ＾¨ ‘… （ …Ｅ 。 １ “ 基于差动特性的ＣＴ极性自适应判别方法 朱若松 （许继电气股份有限公司，河南许昌４６１０００） 摘要：对于差动保护来讲，线路ＣＴ极性的正确与否直接影响差动保护的正确动作，因此必须保证线路ＣＴ极性的 正确性。文章基于差动保护特性提出了一种适用于配网新增线路的ＣＴ极性的自适应判别方法。 关键词：差动保护；ＣＴｉｔ１．性；自适应判别方法；电力配网；新增线路 文献标识码：Ａ 中图分类号：ＴＭ９３ 文章编号：１００９—２３７４（２０１５）１５－０１４１－０２ １３０１：１０．１３５３５／ｊ．ｃｎｋｉ．１卜４４０６／ｎ．２０１５．１５．０７３ 现在随着智能化一次设备和ＩＥＣ６１８５０标准的不断完 ｎ３）、５条线路（节点编号分别为ｎ６、ｎ７、ｎ８、ｎ９、 善，数字化变电站在我国迅速发展。基于数字化变电站 ｎ１０）、ｌ０个断路器（每个断路器均包括电流互感 的集中式继电保护装置能够通过网络获得配网内任何一 器）。每个断路器上设置一个终端装置，１０个断路器编 条支路的信息，这样就为继电保护的发展提供了坚实的 号分别为ｅｌ、ｅ２、…、ｅｌＯ。设断路器都在合闸位置， 基础。本文首先通过图论建立了整个配网的拓扑矩阵， 边的正方向规定为从母线指向线路。 然后根据拓扑矩阵找到一个恰当的差动区域，再基于差 动保护特性，提出了一种基于差动特性适用于配网新增 Ｈ二 ０ 线路ＣＴ的自适应判别方法。 ｌ集中式保护网络结构 目前在智能化配网系统中的集中式保护网络结构 为：在每个测量点处都装设终端装置，再由几个变电站 图１ 系统图 构成的配网区域主站设置集中式保护装置。终端装置和 分别使用邻接矩阵和可达矩阵表示配网系统各节点 集中式保护装置均通过网络通讯，共同构成一个完整的 及连接关系，然后根据图论的方法就可以得到整个配 保护系统。终端装置完成的功能主要有： （１）采集安 网的各个差动区域。邻接矩阵Ｃ表示不同节点的邻接关 装处的模拟量和开关量信息； （２）对信息进行简单的 系（邻接为１，不邻接为０），可达矩阵Ｐ表示节点间的 处理： （３）与集中式保护装置通信，并将就地信息上 可达性关系（节点间存在路是为１，不存在路时为０）。 传，同时接收来集中式保护装置的命令信息； （４）根 根据图论，对于路长不大于４的可达矩阵，可由下列 据接收到的来自集中式保护装置命令信息执行跳、合开 公式求得：Ｐ＝ＣＵＣ ＵＣ。ＵＣ 。因而可达矩阵Ｐ的计算可由 关的操作。 Ｂ＝Ｃ＋Ｃ ＋ｃ。＋Ｃ ，再将Ｂ中非零元素改为１而零元素不变得‘ 集中式保护装置完成的功能主要有： （１）接收来 出。对于图１的配网系统，其邻接矩阵Ｃ和可达矩阵Ｐ分 自多个终端装置的模拟量和开关量信息，进行逻辑判 别为： ％ ｖｔ，２ ｎ４ Ｓ 蜮 ｜ｎ 雌ｉ ｌ４ ｔ ＾ ｊ “｛ ＊ ｂ 螭 Ｚ０ 别，完成各种保护功能； （２）做出保护和控制决策后 ＾ ￡ ｉ ｊ 目 ｉ ｉ ０ ｔ ０ ０ 口 ０ 口 １ ＾ ｌ ｌ ｊ ｛ ｌ ｔ ２ ｊ ． 》 ¨ ０ ４ ０ ０ ０ ０ ｊ ｔ ｛ 下达执行命令至终端装置执行。 ０ ０ ０ ０ ０ ｊ ｚ ｔ ！ ｔ ｉ ｉ ｊ ｛ 集中式保护装置能够获取整个配网系统各个结点的 ｌ ： ☆ ｉ § 电气信息，这就为利用整个配网系统信息开展继电保护 研究提供了基础。 根据邻接矩阵和可达矩阵可以得到个节点的关联 域，也就得到了配网系统的差动区域。 ２配网系统的图论表示 下面以图１所示５节点电力系统为例介绍配网系统基 ３新增线路ＣＴ极性自适应判别方法 于图论的拓扑矩阵。 ３．１基本原理 在图１所示系统中，包括３个电源（节点编号分别 目前光纤差动保护是基于基尔霍夫电流定律：其假 为ｎｌ、ｎ４、ｎ５）、２个变电站（节点编号分别为ｎ２、 设进入某节点的电流为正值，离开这节点的电流为负 ．１４１． 值，则所有涉及这节点的电流的代数和等于零。即： 入运行后，ｅ３、ｅ６、ｅ１０形成一个差动区域，在该差动 区域中，ｅ３、ｅ６处的ＣＴ极性已经确认，ｅ１０处的ｃＴ极性 一，ｌｉｋＩ＝０ 基尔霍夫电流定律要求所有电流的极性都是正确 待确定。 假设ｅｌ０处的ｃＴ极性是母线指向线路的，即ｅ１０处电 流系数为１，然后进行差动判别，如果不满足差动动作 的。如果有且只有一个电流的极性（假设的极性）是错 误的，则该节点的电流的代数和就不等于零，即： ｌ ＝２ｌ ｉ ｌ≠Ｏ 此时如果人为地调整极性，则所有电流的极性均满 足基尔霍夫电流定律的要求，这时该节点的电流的代数 和就仍等于零。 从以上分析可知，对于某个差动区域来说，若有且 只有一个电流极性是未知的。首先假设该电流的极性是 条件，￣ＪＪｅｌ０处的ＣＴ极性就是母线指向线路。如果满足 差动动作条件，将ｅｌ０处电流系数改为一１后重新进行差 动判别确认，如果不满足差动动作条件，Ｎｅ１０处的ＣＴ 极性实际是线路指向母线。若仍然满足差动动作条件则 发出告警，并闭锁和新增线路有关的差动保护。 确认ｅ１ｏＲ的ｃＴ极性后，接着确认ｅ９处的ｃＴ极性： 流入的，即该电流的电流系数为ｌ，然后将该电流乘以 ｅ９和ｅｌ０同样形成一个差动区域，在该差动区域中，ｅｌ０ 电流系数后代入差动方程进行计算，如果此时差动方程 不满足，则说明该电流的极性和假设是一致的；如果差 动方程满足，则说明该电流的极性和要求的相反，此时 该电流的电流系数为～１。这样就保证了该电流极性符合 差动保护的要求。 ３．２新增线路ＣＴ极性识别 对于新增线路，其两端的ＣＴ极性都是未知的，不能 直接使用新增线路两端电流进行识别。但是对于配网集 中式保护装置，其可以整合配网系统各个结点的电气信 息，这就为自动识别新增线路ＣＴ极性提供了基础。 首先，按照本文第２部分介绍的方法建立整个配网 （包括新增线路）的拓扑矩阵。根据配网拓扑矩阵，再 通过网络拓扑变换就可以获取一个特定的差动区域，使 得该区域中只包含新增线路一侧的电流信息，这样该差 动区域中就只包含一个未知ＣＴ极性。在正常负荷电流条 件下，通过计算该区域差动方程是否满足就可以确定该 ＣＴ的电流系数，也就识别出该ｃＴ的极性。 其次，通过网络拓扑矩阵的拓扑变换，可以得到另 一个只包含新增线路另一端电流信息一个未知ＣＴ极性 的差动区域。使用同样的方法，就可以得到新增线路另 一端ｃＴ的电流系数，即可识别出新增线路另一端ＣＴ的 极性。 最后，形成一个包含新增线路的这个配网系统所有 ＣＴ极性的电流系数矩阵，在进行差动计算时先乘以电流 系数矩阵将各ｃＴ的极性调整为符合差动保护要求方向。 按照本文的方法，只要知道配网系统的拓扑结构， 就可以自动识别配网系统中新增线路两侧ｃＴ的极性，而 不需要人工干预。 ４实例分析 对于如图１所示的配电网系统，假定线路ｎ６￣ｎ９处 于正常运行状态，其ｃＴ极性均已经过校验（人工或自动 识别）是正确的，ｎｌ０为新增线路。 当配电网新增一条线路ｎｌ０后，首先根据网络拓扑 图得出只包含新增线路一端ｃＴ的差动区域。如当ｎｌ０投 ．１４２． 处的ｃＴ极性己经确认，ｅ９处的ｃＴ极性待确定。使用和上 文相同的方法即可确认ｅ９处的ｃＴ极性。 集中式保护装置在进行极性判别后形成一个包含新 增线路的全网络ｃＴ极性的矩阵，如图２所示。极性判别 完成以后，保护装置投入相关差动保护，进行差动计算 时各处电流首先乘以ＣＴ极性矩阵后，各ＣＴ极性就自动调 整为以母线指向线路为正方向。 ：ｊ ｅｌ ｅ２ Ｐ３ ｅ４ ｅ５ ｅ６ ｅ７ ｅ８ ｅ９ ｅｌ０ 扎ｌ １ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ２ ０ ｉ ｉ ０ ０ ０ ｊ ０ Ｏ ０ ， ３ ０ ０ ０ ２ １ ０ Ｏ ０ ｉ ０ ， ４ ０ ０ Ｏ ０ Ｏ ｌ ０ ０ ０ Ｏ Ｍｏ＝ｎ５ ０ ０ ０ ０ Ｏ ０ ０ ｉ ０ 】 ｎ矗 ～ｊ—ｉ Ｏ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ｎ７ ０ ０ 一ｉ—ｉ ０ ０ ０ ０ ０ ０ 髓８ ０ ０ ０ ０ 一ｉ一１ Ｏ ０ ０ ０ ｌ９ ０ ０ ０ ０ ｏ ０ 一ｉ一１ ０ ０ 靴１０ ０ ｏ Ｏ ０ ０ ０ ０ ０ 一ｉ —ｌ 图２ ＣＴ极性矩阵 ５结语 采用本文的方法，对于图１所示一个配网系统，如 果依次投入相邻线路，只需要人工校核首条投运线路两 侧ＣＴ的极性，其他线路ＣＴ极性都可以自动识别，不再需 要人工干预。即使在最不利的情况，也只需要校核两条 线路的ＣＴ极性。 对于实际的配网系统，系统联系越紧密，按照本文 的方法需要人工校核的ＣＴ数量就越少。本文的方法简化 了现场调试步骤，减少了现场调试时间，提高了现场调 试效率，同时也提高了整体配网保护系统的可靠性。 参考文献 …１ 李敏霞．一起主变零序保护越级跳闸事故分析与处理 Ⅱ】．电力系统保护与控制，２００９，３７（２２）． 作者简介：朱若松（１９７４一），男，河南许昌人，许继电 气股份有限公司工程师，研究方向：电力系统继电保护理论及 实际工程应用。 （责任编辑：蒋建华）