CN101673937B - 差动保护中的浪涌干扰识别方法及差动保护方法 - Google Patents

差动保护中的浪涌干扰识别方法及差动保护方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种差动保护中浪涌干扰的识别方法，同时涉及一种差动保护方法，该发明采用故障分量采样值原理判断是否为浪涌干扰。该方法判断差动保护中浪涌干扰需要一个周波，对一个周波内故障分量差动电流瞬时采样值大于该故障分量门槛的点数进行统计，并与所设置的定值进行比较，能够及时准确的识别出浪涌干扰。并基于涌浪识别方法进行差动保护方法的设计，确保了在浪涌干扰条件下差动保护可靠不误动作；系统故障时差动保护可靠、快速动作。

Description

差动保护中的浪涌干扰识别方法及差动保护方法
技术领域
本发明涉及电学领域，尤其涉及继电保护中的差动保护中的浪涌干扰识别方法及抗浪涌干扰的差动保护方法。
背景技术
浪涌干扰，也被称为突波干扰，冲击电压或者标准雷电波干扰，若进入继电保护回路中则会严重影响保护判据的的正确识别，可能导致保护误动作。浪涌干扰的产生主要有以下两方面原因：其一是来自于开关的瞬态，如电容器组切换，或者负荷切换时对主电源系统产生的切换干扰，或者电子开关切换时产生的谐振，或者由于电弧故障、接地短路等系统故障的瞬态；其二是来自于雷电的瞬态，分为直击雷和感应雷及雷电波入侵，试验波形如附图1。
继电保护装置的浪涌抗扰度能力是检验装置可靠稳定运行的一项重要指标。继电保护和安全自动装置技术规程即GB/T 14285-2006中规定的电磁兼容要求中的浪涌抗干扰必须满足GB/T 14598.18-2007即电气继电器第22-5部分：量度继电器和保护装置的电气骚扰试验-浪涌抗干扰试验中第4章规定的严酷等级的浪涌抗干扰的规定。
差动保护一般采用的全周付氏数字滤波算法不能有效地识别故障信息与干扰，由于浪涌的影响，差动保护的不能够可靠性的工作，容易产生误动或拒动现象。
发明内容
本发明的目的在于提供一种差动保护中浪涌干扰的识别方法，该方法在有效值发生突变时能正确识别是浪涌干扰还是故障，提高了差动保护工作的可靠性。
同时本发明的目的还在于提供一种差动保护方法，该方法能够保证在浪涌干扰条件下差动保护可靠不误动作；系统故障时差动保护可靠、快速动作。
为达到上述发明目的，本发明的技术方案在于采用一种差动保护中浪涌干扰识别的方法，包括如下步骤：
(1)计算差动电流中的故障分量；
(2)设置差动电流故障分量门槛；
(3)以所述差动电流中故障分量为动作量，所述差动电流故障分量门槛为制动量，统计一个周波内差动电流中故障分量瞬时采样值大于所述差动电流故障分量门槛的点数Nsum
(4)比较Nsum与最大允许点数M，如果Nsum＜M，则判断为浪涌干扰脉冲。
所述差动电流中的故障分量ΔIdop为
ΔIdop＝|ΔIdΦ|-|1.25*ΔIdΦT|
式中：ΔIdΦ差动电流当前采样点与前一周波采样点的故障分量，ΔIdΦT为差动电流当前前一周波采样点与前二周波采样点的故障分量，Φ分别为A、B、C三相。
所述差动电流故障分量门槛Ires为Ires＝0.3Ie，Ie为差动保护的基准电流。
所述的最大允许点数M取值为4。
同时，本发明的差动保护方法包括如下步骤：
(1)当差动保护方程满足时，进行突变量启动的判断；
(2)若满足突变量启动条件，则启动浪涌干扰的识别步骤；否则跳转至步骤(4)；
(3)进行浪涌干扰的识别判断，若判断为浪涌干扰则进行闭锁差动保护，不再进行差动其它判据判断；否则进行差动方程标志设置；
(4)进行差动其它判据判别。
所述突变量启动的判断方法为判断相邻2个采样周期内电流有效值是否发生突变。
本发明通过判别一个周波内差动电流中故障分量瞬时采样值大于所述差动电流故障分量来识别是否是浪涌干扰与故障，提高了判别涌浪干扰的实时性和准确性，为差动保护的动作提供了可靠的判别信息；将浪涌干扰识别方法运用到差动保护保护中，有效的提高了差动保护的准确率，提高了差动保护的可靠性。
附图说明
图1为浪涌实验波形；
图2为差动保护中识别浪涌干扰流程图；
图3为模拟通道A相叠加正突变浪涌干扰；
图4为模拟通道A相叠加负突变浪涌干扰；
图5为发电机内部AB相间故障。
具体实施方式
该实施例差动保护中浪涌干扰识别的方法步骤如下：
(1)计算差动电流中的故障分量：
ΔIdop＝|ΔIdΦ|-|β*ΔIdΦT|
式中：
|ΔIdΦ|＝|IdΦ(k)-IdΦ(k-T)|为差动电流当前采样点与前一周波采样点的故障分量，k为当前采样点，T为采样周期；
|ΔIdΦT|＝|IdΦ(k-T)-IdΦ(k-2T)|为差动电流当前前一周波采样点与前二周波采样点的故障分量，其余同上；
β为加权系数，β＝1.25；
Φ分别为A、B、C三相。
(2)设置差动电流故障分量门槛：
差动电流故障分量门槛的取值为：
Ires＝γ*Ie
式中：
Ires为差动电流故障分量门槛；
Ie枛为差动保护的基准电流；
γ为加权系数，γ＝0.3；
(3)以电流故障分量为动作量，故障分量电流门槛为制动量，基于故障分量采样值差动原理，统计一个周波内故障分量差动电流电流瞬时采样值大于该故障分量门槛的点数Nsum：
如果|ΔIdΦ|-|β*ΔIdΦT|＞Ires，置标志位Mk＝1(k为采样点数)；否则置Mk＝0。在一个周波之内内，满足条件的采样点数
Figure G200910305575320090813D000031
N为一个周期内的采样点数；
(4)比较Nsum与最大允许点数M，如果Nsum＜M，判为干扰脉冲闭锁相关保护，反之开放相关保护。M为设定的定值，取值为4。
附图2给出了该实施例差动保护方法，包括如下步骤：
(1)当差动保护方程满足时，进行突变量启动的判断；
(2)若满足突变量启动条件，则启动浪涌干扰的识别步骤；否则跳转至步骤(4)；
(3)进行浪涌干扰的识别判断，若判断为浪涌干扰则进行闭锁差动保护，不再进行差动其它判据判断；否则进行差动方程标志设置；
(4)进行差动其它判据判别。
其中突变量启动的判断方法为判断相邻2个采样周期内电流有效值是否发生突变。
附图3中给出了在发电机A相电流叠加正突变浪涌干扰时差动电流波形(a)、差动电流故障分量波形(b)、故障分量满足点数波形(c)。可以看出，叠加浪涌干扰后各周波内满足故障分量采样值差动的点数不超过2，M值取4时，判断为干扰闭锁保护。
附图4中给出了在发电机A相电流叠加负突变浪涌干扰时差动电流波形(a)、差动电流故障分量波形(b)、故障分量满足点数波形(c)。可以看出，叠加浪涌干扰后各周波内满足故障分量采样值差动的点数不超过2，M值取4时，判断为干扰闭锁保护。
附图5中给出了在发电机内部AB相间短路故障时差动电流波形(a)、差动电流故障分量波形(b)、故障分量满足点数波形(c)。可以看出，故障开始后各周波内满足故障分量差动的点数超过15个，M值取4时，判断为系统故障保护可靠动作。
上述实施例中加权系数β＝1.25，加权系数γ＝0.3，最大允许点数M为4，当然也可以根据实际情况对其进行调整，一般取值范围为1.0≤β≤1.5，0.2≤γ≤0.4，M为不小于4的整数。
上述实施例中突变量启动的判断方法为判断相邻2个采样周期内电流有效值是否发生突变，当然也可以判断2个以上相邻的采样周期，为了满足判断的实时性要求，不易设置太多周期，一般采用2个以上5个以下采样周期。

Claims (5)

1.一种差动保护中浪涌干扰的识别方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)计算差动电流中的故障分量ΔIdop，ΔIdop＝|ΔIdΦ|-|β*ΔIdΦT|，
式中：ΔIdΦ为差动电流当前采样点与前一周波采样点的故障分量，ΔIdΦT为差动电流当前前一周波采样点与前二周波采样点的故障分量，Ф分别为A、B、C三相；β为加权系数，1.0≤β≤1.5；
(2)设置差动电流故障分量门槛Ires，Ires＝γ*Ie；Ie为差动保护的基准电流，γ为加权系数，0.2≤γ≤0.4；
(3)以所述差动电流中故障分量为动作量，所述差动电流故障分量门槛为制动量，统计一个周波内差动电流中故障分量瞬时采样值大于所述差动电流故障分量门槛的点数Nsum；
(4)比较Nsum与最大允许点数M，如果Nsum＜M，则判断为浪涌干扰脉冲。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述β＝1.25。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述γ＝0.3。
4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述的最大允许点数M取值为4。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于：所述的最大允许点数M取值为4。 
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