CN102185294A - 一种采用涌流识别技术线路微机保护装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种采用涌流识别技术线路微机保护装置，供电线路负荷电流的电流互感器与交流采样模块连接，交流采样模块和电源模块都与管理CPU模块为双向连接，管理CPU模块分别与开入开出模块和人机对话模块为双向连接，保护CPU模块包括A/D模数转换模块和数字信号处理模块，管理CPU模块依次与A/D模数转换和数字信号处理模块连接。本发明可以明显提高中低压电网线路保护动作正确率，提高中低网线路供电的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及一种采用涌流识别技术线路微机保护装置。
背景技术
目前中低压线路装有大量的配电变压器，在合闸瞬间，各变压器所产生的励磁涌流在线路上相互迭加、来回反射，产生了一个复杂的电磁暂态过程，在系统阻抗较小时，会出现较大的涌流，时间常数也较大。二段式电流保护中的电流速断保护，由于要兼顾灵敏度，动作电流值往往取得较小，特别在长线路或系统阻抗大时更明显。励磁涌流值可能会大于装置整定值，使保护误动。这种情况在线路变压器个数少、容量小以及系统阻抗大时并不突出，并不严重，但当线路变压器个数及容量增加后，励磁涌流就会较大，引起误动作。
近几年，随着地区用电负荷增长迅猛，中低压线路上配变数量增多，在手合和重合的瞬间，由于配变涌流的作用，负荷电流往往接近甚至达到电流速断保护动作值，原有的不能识别励磁涌流的中低压线路保护逐渐变得不可靠。采用具有躲励磁涌流的电流微机保护装置，既能保证保护原有的灵敏度，又能保证速动性，不需要延时。
发明内容
本发明提供了一种采用涌流识别技术线路微机保护装置，它可以明显提高中低压电网线路保护动作正确率，提高中低网线路供电的可靠性。
本发明采用了以下技术方案：一种采用涌流识别技术线路微机保护装置，它包括电源模块、管理CPU模块、保护CPU模块、交流采样模块、开入开出模块和人机对话模块，供电线路负荷电流的电流互感器与交流采样模块连接，交流采样模块和电源模块都与管理CPU模块为双向连接，管理CPU模块分别与开入开出模块和人机对话模块为双向连接，保护CPU模块包括A/D模数转换模块和数字信号处理模块，管理CPU模块依次与A/D模数转换和数字信号处理模块连接，交流采样模块采集供电线路负荷电流的电流互感器二次侧的电流信号，将电流信号经过管理CPU模块后输送到保护CPU模块内，电流信号经过A/D模数转换后将模拟量转换成数字量，并通过数字信号处理模块分析谐波含量和波形特征，谐波含量和波形特征与预设的数值和波形进行比对，最终判断冲击负荷引发的是励磁涌流还是故障电流的，然后将判断后的信号返回管理CPU模块，管理CPU模块控制开入开出模块和人机对话模块动作。
所述的数字信号处理模块设置为DSP数字信号处理模块。
本发明具有以下有益效果：本发明的交流采样模块采集供电线路负荷电流的电流互感器二次侧的电流信号，将电流信号经过管理CPU模块后输送到保护CPU模块内，电流信号经过A/D模数转换后将模拟量转换成数字量，并通过数字信号处理模块分析谐波含量和波形特征，与预设的数值和波形进行比对，最终判断冲击负荷引发的是励磁涌流还是故障电流的，然后将判断后的信号返回管理CPU模块，管理CPU模块控制开入开出模块和人机对话模块动作，这样就可以根据冲击电流的特征，综合运用涌流识别技术，制定适用于保护的涌流识别综合判据和保护动作逻辑，做到发生实际故障时能可靠开放保护，迅速动作不拒动，遇到涌流时可靠闭锁保护，不误动；既能保证保护原有的灵敏度，又能保证速动性。本发明不但能够切实地提高运用电流保护线路的保护动作正确率，适应智能电网的发展对于中低压线路保护的要求。本发明将比以往的线路保护具有明显优势，将会杜绝因涌流导致的保护误动所带来的意外停电，明显提高中低压电网线路供电可靠性，同时也会产生良好的经济效益和较大的社会效益。在线路保护尤其是电流保护方面，它将对现有的保护配置原理和行业规程起到有效的完善和补充，通过实际运行试验和验证，将进而成为整个行业新的行业标准，并具有实际的推广意义。
附图说明
图1为本发明的结构示意图
图2为本发明的虚拟正弦波的状态示意图
图3为本发明虚拟三次谐波制动的波形图
具体实施方式
在图1中，本发明为一种采用涌流识别技术线路微机保护装置，它包括电源模块、管理CPU模块、保护CPU模块、交流采样模块、开入开出模块和人机对话模块，供电线路负荷电流的电流互感器与交流采样模块连接，交流采样模块和电源模块都与管理CPU模块为双向连接，管理CPU模块分别与开入开出模块和人机对话模块为双向连接，保护CPU模块包括A/D模数转换模块和数字信号处理模块，数字信号处理模块设置为DSP数字信号处理模块，管理CPU模块依次与A/D模数转换和数字信号处理模块连接，交流采样模块采集供电线路负荷电流的电流互感器二次侧的电流信号，将电流信号经过管理CPU模块后输送到保护CPU模块内，电流信号经过A/D模数转换后将模拟量转换成数字量，并通过数字信号处理模块分析谐波含量和波形特征，谐波含量和波形特征与预设的数值和波形进行比对，运用傅氏算法分析谐波含量，计算谐波分量占基波分量的百分比以判别是否涌流，最终判断冲击负荷引发的是励磁涌流还是故障电流的，然后将判断后的信号返回管理CPU模块，管理CPU模块控制开入开出模块和人机对话模块动作，开入开出模块为保护装置正确动作跳开开关、隔离故障提供可靠依据，保证空投变压器无故障时，线路保护不误动，空投于故障时，线路保护快速可靠动作。
本发明适用于中低压线路保护的涌流识别技术，建立典型负载特性下中低压线路冲击电流模型，模拟实际电流特征，根据下述几种原理，研究具体适用于中低压线路保护的涌流识别技术，提出涌流综合识别判据，提出电流速断保护方案。
1)谐波制动原理
励磁涌流有一明显的特征，就是有高次谐波，并且高次谐波以二次谐波和三次谐波为主，四次以上的谐波分量很小，其中二次谐波分量尤为显著；二次谐波电流制动原理是利用电流中的二次谐波与基波模值比来判断是否存在励磁涌流。
2)虚拟正弦波原理
在图2中，通过电流过零点附近信息是否具备故障特征来决定是否快速开放差动保护。
3)波形比较原理
设置一个长度为一周波的观测窗，求取波形的相关系数来表征电流的不对称度，来判断是故障还是涌流。
4)虚拟三次谐波制动原理
在图3中，本发明可以虚拟三次谐波制动的方案是利用励磁涌流中信息量最为丰富的以尖脉冲为中心的半周波形作为前半周信息，利用“平移”“变号”原则虚拟构成后半周信息，前后合起来构成一个完整的周波信息。
Claims (2)
1.一种采用涌流识别技术线路微机保护装置，其特征是它包括电源模块、管理CPU模块、保护CPU模块、交流采样模块、开入开出模块和人机对话模块，供电线路负荷电流的电流互感器与交流采样模块连接，交流采样模块和电源模块都与管理CPU模块为双向连接，管理CPU模块分别与开入开出模块和人机对话模块为双向连接，保护CPU模块包括A/D模数转换模块和数字信号处理模块，管理CPU模块依次与A/D模数转换和数字信号处理模块连接，交流采样模块采集供电线路负荷电流的电流互感器二次侧的电流信号，将电流信号经过管理CPU模块后输送到保护CPU模块内，电流信号经过A/D模数转换后将模拟量转换成数字量，并通过数字信号处理模块分析谐波含量和波形特征，谐波含量和波形特征与预设的数值和波形进行比对，最终判断冲击负荷引发的是励磁涌流还是故障电流的，然后将判断后的信号返回管理CPU模块，管理CPU模块控制开入开出模块和人机对话模块动作。
2.根据权利要求1所述的采用涌流识别技术线路微机保护装置，其特征是所述的数字信号处理模块设置为DSP数字信号处理模块。
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