微机反时限过流保护算法.pdf

清华大学学报自然科学版年第卷第期
ISSN1000-0054()20064611/41
CN11-2223/NJTsinghuaUniv(Sci&Tech),2006,Vol.46,No.11-4

微机反时限过流保护算法

徐厚东,黄益庄,付铭

(清华大学电机工程与应用电子技术系,电力系统及大型发电设备安全控制和仿真国家重点实验室,北京100084)

摘要:为了解决反时限特性曲线中的指数运算转换为微目前,反时限过流保护已广泛地应用于发电机、
处理器能够处理的运算的问题,分析了微机反时限过流保护变压器、电动机和配电网的保护之中。为了满足不同
特性曲线的数学模型和目前常用的微机反时限过流保护算
设备对反时限特性曲线的要求,微机保护装置就需
法的优点和不足,提出了一种拟合算法。该算法利用
Tailor要设计多种不同的反时限曲线供用户选择。例如,美
展开和数据存储相结合的方法拟合反时限特性曲线。仿真结
国的GE、ABB等公司研制和生产的配电系统微机
果表明,该算法精度可以达到0.5%。利用该算法可以拟合
保护装置可提供多达3～7种的反时限电流保护特
任意的反时限特性曲线,能够方便地实现多条反时限特性曲
性曲线供不同场合选用[1]。在中国配电系统中许多
线的设计,有利于将反时限过流保护应用于电力系统微机保,
护中。动力负荷也逐步开始要求保护装置具有与其热容限
特性相似的反时限过流保护功能。
关键词:电力系统继电保护;反时限过流;微机保护
目前,常用的微处理器基本都不具有指数运算
中图分类号:TM77文献标识码:A
的能力,而反时限特性曲线的数学模型中含有指数
文章编号:1000-0054(2006)01-0001-04
运算。因此,为了在微机保护装置中配备反时限特性
曲线,就需要在算法中将反时限特性曲线中的指数
Microprocessor-basedinversetime运算转换为微处理器能够处理的运算。
over-currentprotectionalgorithm本文提出了反时限特性曲线的另一种算法。该
XUHoudong,HUANGYizhuang,FUMing算法利用Tailor展开和数据存储相结合的方法拟
(StateKeyLaboratoryofControlandSimulationofPower合反时限特性曲线,解决了反时限特性曲线中的指
SystemsandGenerationEquipment,数运算,有利于反时限过流保护应用于电力系统微
DepartmentofElectricalEngineeringandApplied
ElectronicTechnology,TsinghuaUniversity,机保护中。
Beijing100084,China)
1数学模型
Abstract:Exponentialcalculationoftheinversetimeover-current
curvesisinherentlydifficulttoanalyzemathematicallyina根据国家电力行业标准,微机型反时限过流保
microprocessorforrealtimeanalysesforpowersystemrelay护特性曲线的数学表达式为
protectionsystems.Therefore,ananalyticalmodelusingaTaylor
seriesapproxmationtotheinversetimeover-currentcurvewask
t=C,(1)
developedtoimprovetheprocessingtime.Thealgorithmusesa(I/IB)-1
Tailorseriesapproachwithstoreddatatoquicklyapproximatethe其中:C为反时限特性常数,当C=0.02为一般反
inversetimeover-currentcurveandcaneasilyreachaprecisionof
时限;C=1为非常反时限;C=2为极度反时限。IB
0.5%.Theapproachcanmatchanyinversetimeover-current
curvesamongthemformulti-curveapproximationsoftheinverse为基准电流,一般取额定工作电流。I为实际工作时
timeover-current.Therefore,itissuitableformicrocomputer-based的等效电流。t为反时限过流保护动作时间。当I<
inversetimeover-currentprotection.
IB时,t为负值,表明反时限保护不动作。只有当
Keywords:po