CN106026040B - 一种防止采样异常大数的母线差动保护方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防止采样异常大数的母线差动保护方法，首先通过计算母线保护的差流，同时采用线性插值的方法，插值出一个虚拟的差流，计算的差流与插值得到的虚拟差流相减得到差异电流，计算差异电流与虚拟差流的比值，当差异电流与虚拟差流比值大于一定门槛时，认为出现异常大数，闭锁差动保护；若小于门槛则认为波形正常，开放差动保护。本发明通过比较差异电流与虚拟差流比值，快速准确区分正常数据及异常大数，能够有效避免异常大数导致的母线保护误动情况，提高了差动保护的可靠性，同时本发明判据简单，计算量小，易于微机母线保护装置实现。

Description

一种防止采样异常大数的母线差动保护方法
技术领域
本发明涉及一种防止采样异常大数的母线差动保护方法，属于电力系统母线保护技术领域。
背景技术
母线差动保护由于其较高的可靠性，快速性，在母线保护中作为主保护广泛使用。随着智能站变电站的建设以及设备就地化的发展，母线保护装置受制于合并单元以及就地化的恶劣电磁环境，接收到的采样值 (用于数字采样时来自合并单元，就地化安装时来自本身采样)会出现数个异常大数的采样点，导致差动保护误动作，影响设备可靠运行，威胁电网安全。现场已经多次出现由于采样异常大数导致母线差动保护误动作的案例。
目前主流的母线差动保护使用的是采样值比率差动算法，同时采用一定的抗CT饱和判据。当出现异常大数且有异常标时（智能站合并单元送出的报文中附带的采样品质状态）差动保护会被闭锁一段时间。当出现单点异常大数无异常标或者出现多点异常大数时，差动保护的可靠性将大幅下降。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种防止采样异常大数的母线差动保护方法，通过线性插值的方法，从母线差流中插值出一个虚拟的差流，通过比较两者的差异，可以有效防止出现异常大数时母线差动保护的误动。
为解决上述技术问题，本发明提供一种防止采样异常大数的母线差动保护方法，包括以下步骤：
（1）采集母线保护上各间隔电流采样值，每周波采集24点，计算出母线差流；
（2）对母线差流采用线性插值的方法，得到虚拟差流，同时计算出母线差流与虚拟差流之间的差异差流；
（3）计算差异差流和虚拟差流的差异系数K(n)，若满足判据K(n)> Kset，则认为异常大数，闭锁差动保护；否则，判断为正常数据，开放差动保护；其中，Kset为设定的门槛值。
前述的母线差流的计算方法如下：
Id=∑i (1)
其中，i 为各间隔电流采样值，Id为母线差流。
前述的虚拟差流的计算公式为：
Id1(n)=k1*(Id(n)+Id(n-2)) (2)
差异差流的计算公式为：
Id2(n)=Id(n-1)-Id1(n) (3)
其中，n为当前采样点，n-1为前1点，n-2为前2点，k1为采样系数；
Id(n)为当前母线差流值，Id(n-1)前1点母线差流值，Id(n-2)前2点母线差流值，Id1(n)为当前虚拟差流，Id2(n)为当前差异差流。
前述的采样系数k1的取值范围0.5~0.6。
前述的差异系数K(n)的计算公式为：
K(n)=| Id2(n)/ Id1(n)| (4)。
前述的判据K(n)> Kset采用采样值算法，N个采样点内M个采样点满足判据，即认为异常大数，闭锁差动保护一定周期，否则，认为正常采样数据，开放差动保护。
前述的N取值3~6，M取值1~3。
前述的Kset取值为0.6~0.8。
本发明所达到的有益效果：
对母线保护中的差流进行线性插值，形成虚拟的母线差流，比较实际差流和虚拟差流二者的差异，能够快速准确区分故障及异常大数，提高了差动保护的可靠性。并且本发明方法简单实用，只需对大差计算虚拟差流及其差异系数，减少计算量，非常易于微机保护实现。
附图说明
图1是本发明的防止采样异常大数的母线差动保护方法流程图；
图2为常规采样瞬变试验过程中出现异常大数时电流图；
图3为常规采样浪涌试验过程中出现异常大数时电流图；
图4为智能站出现单点异常大数时电流图；
图5为智能站出现多点异常大数时电流图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
本发明的防止采样异常大数的母线差动保护方法，如图1所示，包括以下步骤：
（1）首先采集母线保护上各间隔电流采样值，按照式（1）计算出母线差流（大差），每周波采集24点，
Id=∑i (1)
其中，i 为各间隔电流采样值，Id为母线差流，其值为各间隔连接电流采样值之和。
（2）对母线差流Id采用线性插值的方法，得到虚拟差流Id1(n)，同时计算出两者的差异差流Id2(n)；
Id1(n)=k1*(Id(n)+Id(n-2)) (2)
Id2(n)=Id(n-1)-Id1(n) (3)
式中，n为当前采样点，n-1为前1点，n-2为前2点，k1为采样系数；
Id(n)为当前母线差流值，Id(n-1)前1点母线差流值，Id(n-2)前2点母线差流值，Id1(n)为当前虚拟差流，Id2(n)为当前差异差流；
典型的k1取值范围0.5~0.6。
（3）计算差异差流和虚拟差流的差异系数K(n)，K(n)大于设定的门槛值Kset时，则认为异常大数，闭锁差动保护；否则，判断为正常数据，开放差动保护。
K(n)=| Id2(n)/ Id1(n)| (4)
异常大数判据：
K(n)> Kset (5)
式中，n为当前采样点，Id1(n)为当前虚拟差流，Id2(n)为当前差异差流。
考虑到差动保护的快速性，判据K(n)> Kset采用采样值算法，N个采样点内M个采样点满足判据，即认为异常大数，闭锁差动保护一定周期，否则，认为正常采样数据，快速开放差动保护。N取值3~6，M取值1~3。
步骤（3）的门槛值Kset为差异系数门槛值，基于出现异常大数的比率设定，综合考虑异常大数每周波出现的次数以及幅值，Kset取值为0.6~0.8。
图2 为常规采样瞬变试验过程中出现异常大数时计算的差异系数，可以看出，在交流回路输入0.9倍差动动作定值的电流，并在其回路进行瞬变试验，如果不采用防止异常大数的母线差动保护方法，常规的比率差动满足动作条件，差动保护将误动，而采用本发明的方法计算得出差异系数K值大于动作门槛，能够检测出异常大数，并进行可靠闭锁。
图3 为常规采样浪涌试验过程中出现异常大数时计算的差异系数，可以看出，在交流回路输入0.9倍差动动作定值的电流，并在其回路进行浪涌试验，如果不采用防止异常大数的母线差动保护方法，常规的比率差动满足动作条件，差动保护将误动，而采用本发明的方法计算得出差异系数K值大于动作门槛，能够检测出异常大数，并进行可靠闭锁。
图4 为智能站出现单点异常大数时计算的差异系数，可以看出，通过数字化测试仪输入0.9倍差动动作定值的电流，并在其回路施加每80点出现1点幅值10A的异常大数采样激励，如果不采用防止异常大数的母线差动保护方法，常规的比率差动满足动作条件，差动保护将误动，而采用本发明的方法计算得出差异系数K值大于动作门槛，能够检测出异常大数，并进行可靠闭锁。
图5为智能站出现多点异常大数时计算的差异系数，可以看出，通过数字化测试仪输入0.9倍差动动作定值的电流，并在其回路施加每80点出现5点幅值2A的异常大数采样激励，如果不采用防止异常大数的母线差动保护方法，差动保护将误动，而采用本发明的方法计算得出差异系数K值大于动作门槛，能够检测出异常大数，并进行可靠闭锁。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种防止采样异常大数的母线差动保护方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)采集母线保护上各间隔电流采样值，每周波采集24点，计算出母线差流；
(2)对母线差流采用线性插值的方法，得到虚拟差流，同时计算出两者的差异差流；
(3)计算差异差流和虚拟差流的差异系数K(n)，若满足判据K(n)>Kset，则认为异常大数，闭锁差动保护；否则，判断为正常数据，开放差动保护；
其中，差异系数K(n)的计算公式为：
K(n)＝|Id2(n)/Id1(n)| (4)
Kset为设定的门槛值，Id1(n)为当前虚拟差流，Id2(n)为当前差异差流。
2.根据权利要求1所述的一种防止采样异常大数的母线差动保护方法，其特征在于，所述母线差流的计算方法如下：
Id＝∑i； (1)
其中，i为各间隔电流采样值，Id为母线差流。
3.根据权利要求1所述的一种防止采样异常大数的母线差动保护方法，其特征在于，
虚拟差流的计算公式为：
Id1(n)＝k1*(Id(n)+Id(n-2)) (2)
差异差流的计算公式为：
Id2(n)＝Id(n-1)-Id1(n) (3)
其中，n为当前采样点，n-1为前1点，n-2为前2点，k1为采样系数；
Id(n)为当前母线差流值，Id(n-1)前1点母线差流值，Id(n-2)前2点母线差流值，Id1(n)为当前虚拟差流，Id2(n)为当前差异差流。
4.根据权利要求3所述的一种防止采样异常大数的母线差动保护方法，其特征在于，所述采样系数k1的取值范围0.5～0.6。
5.根据权利要求1所述的一种防止采样异常大数的母线差动保护方法，其特征在于，所述判据K(n)>Kset采用采样值算法，N个采样点内M个采样点满足判据，即认为异常大数，闭锁差动保护一定周期，否则，认为正常采样数据，开放差动保护。
6.根据权利要求5所述的一种防止采样异常大数的母线差动保护方法，其特征在于，所述N取值3～6，M取值1～3。
7.根据权利要求5所述的一种防止采样异常大数的母线差动保护方法，其特征在于，所述Kset取值为0.6～0.8。
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