CN103427391A - 微机保护中浪涌干扰的识别方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及微机保护中浪涌干扰的识别方法，获得微机保护中连续三个采样点量值若是满足条件（1）|ΔK₁|>M且

和条件（2）|ΔK₂|>M且

中任意一个则判断为浪涌干扰；本发明是通过对保护装置在浪涌干扰下的采样波形进行分析，总结出浪涌干扰在保护装置中采样后的波形的特征，并针对该特征提出的波形识别方法，并将其应用于微机保护装置中；先根据连续三个点的采样点量值计算出两次突变量值，再根据判据进行判断，条件满足则判断为浪涌干扰；该方法经浪涌干扰试验验证，能够准确的识别浪涌干扰，为保护逻辑的故障判别提供了一个准确可靠的依据。

Description

微机保护中浪涌干扰的识别方法

技术领域

本发明属于微机保护技术领域，涉及一种微机保护中浪涌干扰的识别方法。

背景技术

随着科技的发展，微机保护产品因其强大的功能而取得了日益广泛的应用，而常规式保护产品正在逐渐退出历史的舞台。由于大部分发电厂、变电所，尤其是改造的变电所，由于线路铺设和系统规划不合理，使电磁干扰变得非常严重，所有这些都给保护产品提出了更高的要求。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，是考察装置可靠性的一项重要指标。如此项指标不合格，产品在现场运行中受到较强浪涌冲击时，会直接导致保护装置的误动。因此我国电力部门把抗浪涌干扰能力作为考察保护装置可靠性的一项重要指标。

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。

电力部门规定保护装置的抗浪涌干扰能力要达到以下标准：供电电源端口、模拟量输入端口以及开关量输出端口对地的抗浪涌电压冲击的能力要达到正反向峰值5kV。

浪涌干扰的波形特征参照标准GB/T17626.5-1999,从浪涌的产生机理来看，它属于一种具有极强破坏力的共模干扰。浪涌干扰的波形如图1所示。

浪涌干扰的波形特征可以从以下两个方面来进行描述，即开路电压波形和短路电流波形。开路电压波形具有1.2/50μs特性，即波前时间为T1=1.67*T=1.2μs±30%，其中T为从30%上升到90%的时间，半峰时间T2=150μs±20%。短路电流具有8/20μs的特性，即波前时间为T1=1.25T=8μs±30%，其中T为从10%上升到90%的时间，半峰时间T2=20μs±20%。由波形特征可见浪涌干扰属于先快速上升再缓慢下降的瞬态波。IEC6100-4-5所规定的三级标准为波形特征为1.2/50μs(8/20μs)，模拟量输入端口对地的抗冲击能力要达到正反向峰值5kV。

对于浪涌干扰，微机保护装置一般通过硬件和软件两方面措施来进行防护。硬件方面需要进行EMC设计，其属于一项系统工程，从结构到硬件原理设计，直到器件排布、布线都要进行整体考虑。由于浪涌干扰是由高能的低频分量和辐射能力极强的高频分量组成，所以对于保护装置的各种端口都必须采用隔离技术和隔离前后的能量吸收技术。软件方面一般采用数字滤波、逻辑延时等方法降低浪涌干扰对保护的影响，从而使保护装置能够可靠运行。但是目前的微机保护装置侧重于防护，对于微机保护中浪涌干扰的识别尚处于研究阶段。

发明内容

本发明的目的是提供一种微机保护中浪涌干扰的识别方法，为保护逻辑的故障判别提供一个准确可靠的依据。

为实现上述目的，本发明的微机保护中浪涌干扰的识别方法技术方案如下：获得微机保护中连续三个采样点量值S_cur、S₁、S₂，其中S_cur为当前采样点采样值，S₁为当前采样点前一点采样值，S₂为当前采样点前两点采样值，若是满足以下条件之一，则判断为浪涌干扰：

（1）|vK₁|>M且 ${-N}_1<\frac{\mathrm{\&Delta;}{K}_2}{\mathrm{\&Delta;}{K}_1}<{-N}_2;$

（2）|ΔK₂|>M且 ${-N}_1<\frac{\mathrm{\&Delta;}{K}_1}{\mathrm{\&Delta;}{K}_2}<{-N}_2;$

式中第一突变量值ΔK₁=S₁-S₂，第二突变量值ΔK₂=S_cur-S₁，M为突变量大小门槛，N₁、N₂为突变量比值的门槛限，M、N₁、N₂均为正数，且N₁>N₂。

所述采样点量值为电压或电流的实时采样值。

本发明的微机保护中浪涌干扰的识别方法，是通过对保护装置在浪涌干扰下的采样波形进行分析，总结出浪涌干扰在保护装置中采样后的波形的特征，并针对该特征提出的波形识别方法，并将其应用于微机保护装置中；先根据连续三个点的采样点量值计算出两次突变量值，再根据判据进行判断，条件满足则判断为浪涌干扰；该方法经浪涌干扰试验验证，能够准确的识别浪涌干扰，为保护逻辑的故障判别提供了一个准确可靠的依据。

附图说明

图1是浪涌干扰的开路电压或短路电流波形图；

图2是浪涌干扰在保护装置中的采样波形图；

图3是浪涌干扰识别判据的逻辑图。

具体实施方式

如图2所示，为浪涌干扰在微机保护装置中的采样波形图，该波形为微机保护装置在三级浪涌标准——波形特征为1.2/50μs(8/20μs)，模拟量输入端口对地的抗冲击能力要达到正反向峰值5kV——下的采样波形，它记录下了装置在施加浪涌干扰时的连续三个采样点量值。其中，图2（a）和2（b）为模拟量输入端口施加正向峰值5kV的干扰，图2（c）和2（d）为模拟量输入端口施加反向峰值5kV的干扰。由图2可知，由于施加浪涌干扰瞬间，浪涌干扰的幅值很大但持续时间很短，反应在波形中连续三个采样点的特征为——中间点幅值很大而两边点幅值相对较小。因此，根据该特征可以对浪涌干扰进行准确识别。识别过程如下：先根据连续三个点的采样点量值计算出两次突变量值ΔK₁和ΔK₂，再根据下述公式进行判断，条件满足则判断为浪涌干扰。

$\begin{array}{c}\left(1\right),\left|\mathrm{\&Delta;}{K}_1\right|>M\\ \left(2\right),-N_1<\frac{\mathrm{\&Delta;}{K}_2}{\mathrm{\&Delta;}{K}_1}<-N_2\end{array}$ 或 $\begin{array}{c}\left(1\right),\left|\mathrm{\&Delta;}{K}_2\right|>M\\ \left(2\right),-N_1<\frac{\mathrm{\&Delta;}{K}_1}{\mathrm{\&Delta;}{K}_2}<-N_2\end{array}---\left(1\right)$

式（1）中，M、N₁、N₂均为正数，且N₁>N₂。

式中第一突变量值ΔK₁=S₁-S₂，第二突变量值ΔK₂=S_cur-S₁，M为突变量大小门槛，N₁、N₂为突变量比值的门槛限。

上述M、N₁、N₂可根据不同保护装置的采样回路参数进行设定，例如下式的参数为本专利发明人在某种保护装置上经过测试验证可用的参数。

$\begin{array}{c}\left(1\right),\left|\mathrm{\&Delta;}{K}_1\right|>1\\ \left(2\right),-1.5<\frac{\mathrm{\&Delta;}{K}_2}{\mathrm{\&Delta;}{K}_1}<-0.2\end{array}$ 或 $\begin{array}{c}\left(1\right),\left|\mathrm{\&Delta;}{K}_2\right|>1\\ \left(2\right),-1.5<\frac{\mathrm{\&Delta;}{K}_1}{\mathrm{\&Delta;}{K}_2}<-0.2\end{array}$

具体判据如图3所示。

Claims (2)

1.微机保护中浪涌干扰的识别方法，其特征在于获得微机保护中连续三个采样点量值S_cur、S₁、S₂，其中S_cur为当前采样点采样值，S₁为当前采样点前一点采样值，S₂为当前采样点前两点采样值，若是满足以下条件之一，则判断为浪涌干扰：

（1）|ΔK₁|>M且 ${-N}_1<\frac{\mathrm{\&Delta;}{K}_2}{\mathrm{\&Delta;}{K}_1}<{-N}_2;$

（2）|ΔK₂|>M且 ${-N}_1<\frac{\mathrm{\&Delta;}{K}_1}{\mathrm{\&Delta;}{K}_2}<{-N}_2;$

式中第一突变量值ΔK₁=S₁-S₂，第二突变量值ΔK₂=S_cur-S₁，M为突变量大小门槛，N₁、N₂为突变量比值的门槛限，M、N₁、N₂均为正数，且N₁>N₂。

2.根据权利要求1所述的微机保护中浪涌干扰的识别方法，其特征在于：所述采样点量值为电压或电流的实时采样值。

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