一種基于故障分量原理的電動(dòng)機差動(dòng)保護裝置

圖2(c)為故障分量網(wǎng)絡(luò )。因此故障分量縱差保護構成可以表述如下：


圖4為故障分量縱差保護曲線(xiàn)，其斜率通過(guò)原點(diǎn)，因此可以用代替式(8)。

2.1.2 靈敏度與選擇性的分析
從(1)、(5)兩式可以看出傳統縱差保護與故障分量縱差保護的動(dòng)作電流沒(méi)有區別。但在動(dòng)作電流方面，從(2)、(6)兩式可以看出采用故障分量的制動(dòng)電流，只與設備的平衡相似網(wǎng)絡(luò )有關(guān)而與其兩側的電源無(wú)直接關(guān)系，因而與穿越電流無(wú)關(guān)。傳統的差動(dòng)保護，兩側電流中包含有由于兩側電源不等所產(chǎn)生的穿越電流，形成制動(dòng)作用，降低了保護靈敏度。因此故障分量的差動(dòng)保護比傳統的縱差保護有更高的靈敏度。
根據平衡相似網(wǎng)絡(luò )可推出故障分量差動(dòng)保護在內部故障時(shí)有下述關(guān)系：

由于上式右方的最小值為2.0(Z_s和Z_r均為感性阻抗，兩者相角差恒小于90°)，所以?xún)炔抗收蠒r(shí)，以I_f△(I_f)和I_th△為差動(dòng)電流和制動(dòng)電流的縱差保護恒有：

即制動(dòng)系數為K_res.△≤2.0。
故障分量縱差保護，在內部短路時(shí)以K_res.△≤2.0劃定保護動(dòng)作區，在外部短路時(shí)以K_res.△≥0.056劃定保護制動(dòng)區，在制動(dòng)區和動(dòng)作區之間有很大的緩沖區，這表明保護具有極為優(yōu)良的動(dòng)作選擇性。理論上故障分量差動(dòng)保護有效地消除了正常負荷分量下不平衡電流的影響，可以作到使動(dòng)作特性在坐標原點(diǎn)附近的死區很小，故障分量差流閾值ΔI_f.min和故障分量拐點(diǎn)制動(dòng)電流 ΔI_th.min可以取得較小。為了保護在外部故障下不誤動(dòng)，通常在滿(mǎn)足靈敏度要求的情況下，動(dòng)作特性曲線(xiàn)的斜率盡量取大一些。式(9)又可見(jiàn)|I_{f Δ}/I_{th Δ}| ≥ 2.0，而且靈敏度很高(Z_f允許較大)。由此可見(jiàn)，此種保護不僅具有較高的選擇性而且具有較高的靈敏度。
2.2 數字濾波及處理信號有效值的算法
本裝置中采用相減濾波與傅氏算法相結合的方法。傅氏算法假設輸入的電壓電流為周期函數，利用傅氏級數可將其分解為正弦函數和余弦函數，因而具有很強的濾去高次諧波的功能。但是該算法本身不能濾去衰減的非周期分量，因而在進(jìn)行傅氏濾波之前加入相減濾波單元濾去衰減的非周期分量，達到減小誤差的作用。
相減濾波方程如下：


3 結束語(yǔ)
本置的功能完善，用戶(hù)可以通過(guò)對保護投退字的整定，投入或退出保護，同時(shí)裝置可根據電動(dòng)機所處狀態(tài)，即是啟動(dòng)還是運行選擇不同的定值，從而具有較好的靈活性和適應性。對CT狀態(tài)的監視，使得保護具有了更高的可靠性。相對于傳統的差動(dòng)保護，其具有更高的靈敏度和選擇性，能夠比較理想的滿(mǎn)足實(shí)際生產(chǎn)的需要。同時(shí)面對當前企業(yè)對工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化的要求在不斷提高這一實(shí)際需求為保護增添了串行通訊接口，符合當前保護裝置的發(fā)展趨勢。