CN107171299A - 一种智能变电站继电保护系统闭锁判据方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能变电站继电保护系统闭锁判据方法及装置，包括如下步骤：步骤A)检测智能变电站内电子式互感器的工作状态和母线保护的工作状态；步骤B)根据步骤A)的检测结果，若电子式互感器工作于非正常工作状态和/或母线保护状态，则进行步骤C)，否则进行步骤D)；步骤C)闭锁智能变电站的继电保护系统；步骤D)验证母线上所连线路的电流相量和是否满足基尔霍夫电流定律；步骤E)根据检测结果，若满足基尔霍夫电流定律，则开放继电保护系统，否则进行步骤F)。步骤F)：找出有错数据的互感器所在的线路。本发明通过上述原理，解决电子式互感器产生错数据时可能出现的继电保护系统误动，影响电力系统可靠性的问题。

Description

一种智能变电站继电保护系统闭锁判据方法及装置

技术领域

本发明涉及电力领域，具体地，涉及一种智能变电站继电保护系统闭锁判据方法及装置。

背景技术

随着信息技术、通信技术和计算机技术的快速发展以及在电力系统领域的推广应用，“智能变电站”的相关技术在近几年来也得到了迅速发展。智能变电站的信号采集系统主要由电子式互感器和合并单元两个部分构成。一次电压和电流信号被电子式互感器采集并转换为数字信号，经合并单元汇集、同步后传递给后续的测量和保护装置进行处理。与传统变电站相比，智能变电站信号采集过程中传递信息的介质由电缆变为光纤，其中传递的信号也由模拟量变为数字量；与传统互感器相比，由电子式互感器和合并单元构成的信号采集系统在绝缘、动态范围、饱和性能等方面具有显著的优势。然而，由于技术尚未完全成熟，此信号采集系统在现场运行过程中也暴露出一系列的问题，表现为在一些特殊情况下，其输出的采样值数据并不能够正确反映电力系统内的电气量信号。这类远离实际值，并不能正确反映实际值大小的数据点称作错数据。错数据的存在对于继电保护系统来说是一种威胁，因为错数据而使得继电保护误动作的事故已经有多次发生，严重影响电力系统的可靠性。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供一种智能变电站继电保护系统闭锁判据方法及装置，解决电子式互感器产生错数据时可能出现的继电保护系统误动，影响电力系统可靠性的问题。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种智能变电站继电保护系统闭锁判据方法，包括如下步骤：

步骤A)检测智能变电站内电子式互感器的工作状态和母线保护的工作状态；

步骤B)根据步骤A)的检测结果，若电子式互感器工作于非正常工作状态和/或母线保护状态，则进行步骤C)，否则进行步骤C)后面步骤；

步骤C)闭锁智能变电站的继电保护系统；

步骤F)：根据单条线路的错数据识别算法，找出有错数据的互感器所在的线路，闭锁该条线路的继电保护系统同时开放没有错数据线路的继电保护系统。

该方法对智能变电站内所有电子式互感器的工作状态和母线保护的工作状态进行实时的监控，通过复合错数据判别算法，可以有效的检测出错数据的准确位置，从而及时闭锁继电保护系统，保证电力系统继电保护系统的正确运行。有效避免了电子式互感器产生错数据时可能出现的继电保护系统误动，提高了电力系统的可靠性。该种复合错数据判别算法，与单一的错数据判别算法相比，由于错数据出现的频率较低，因而在绝大部分情况下仅仅需要进行基尔霍夫电流定律的验证，大大节约了计算的时间，有更高的效率。

优选的，在步骤C)后面且在步骤F)前面还依次包括如下步骤：

步骤D)验证母线上所连线路的电流相量和是否满足基尔霍夫电流定律；

步骤E)根据步骤D)的检测结果，若满足基尔霍夫电流定律，则开放继电保护系统，否则进行步骤F)。

优选的，所述步骤D)中，验证母线上所连所有线路的电流相量和是否满足基尔霍夫电流定律的方法包括如下步骤:

步骤D1)将每条母线上所连线路的电流相量全部相加求和；

步骤D2)若步骤D1)的求和小于所设定阈值，则判定满足基尔霍夫电流定律，若不是，则判断不满足基尔霍夫电流定律。

优选的，步骤F)中单条线路的错数据识别算法采用飞点识别算法。

优选的，飞点识别算法的步骤如下：

步骤F1)计算当前采样点的一阶后向差分d1、前一采样点的一阶后向差分d2以及d1-d2的绝对值；

步骤F2)如果步骤F1)中的d1和d2的绝对值均大于设定的第一阈值且d1-d2的绝对值大于设定的第二阈值，则判断当前采样点为错数据点，若不是，则当前采样点为正确采样点。

一种智能变电站继电保护系统闭锁判据装置，包括

检测单元,检测智能变电站内电子式互感器的工作状态和母线保护的工作状态；

识别单元，根据单条线路的错数据识别算法，找出有错数据的互感器所在的线路；

控制器，根据检测单元的检测结果，若电子式互感器工作于非正常工作状态和/或母线保护状态，则闭锁智能变电站的继电保护系统；否则，根据识别单元找出的有错数据的互感器所在的线路，闭锁该条线路的继电保护系统同时开放没有错数据线路的继电保护系统。

优选的，还包括

验证单元，验证母线上所连线路的电流相量和是否满足基尔霍夫电流定律；若电子式互感器工作于正常状态和/或没有处于母线保护状态，控制器则启动验证单元，根据验证单元的检测结果，若满足基尔霍夫电流定律，则开放继电保护系统，若不满足基尔霍夫电流定律，控制器则启动识别单元。

综上，本发明的有益效果是：

1、采用复合错数据判别算法，可以有效的检测出错数据，从而及时闭锁继电保护系统，保证电力系统继电保护系统的正确运行，避免电子式互感器产生错数据时可能出现的继电保护系统误动，保证了电力系统运行的可靠性。

2、采用复合错数据判别算法，与单一的错数据判别算法相比，由于错数据出现的频率较低，因而在绝大部分情况下仅仅需要进行基尔霍夫电流定律的验证，大大节约了计算的时间，有更高的效率。

附图说明

图1是本发明的流程图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1：

如图1所示，本发明包括一种智能变电站继电保护系统闭锁判据方法，包括如下步骤：

步骤A)检测智能变电站内电子式互感器的工作状态和母线保护的工作状态；如图1所示，电子式互感器的工作状态包括线路L₁，L₂，L₃，L₄，L₅，L₆，L₇以及母线Ⅰ和母线Ⅱ上所加装的电子式互感器的工作状态，母线保护的工作状态指母线Ⅰ保护和母线Ⅱ保护的工作状态，母线Ⅰ由发电机1提供电压，母线Ⅱ由发电机2提供电压。

步骤B)根据步骤A)的检测结果，若电子式互感器工作于非正常工作状态和/或母线保护状态，则进行步骤C)，否则进行步骤D)；

步骤C)闭锁智能变电站的继电保护系统；

步骤D)验证母线上所连线路的电流相量和是否满足基尔霍夫电流定律；验证方法为以及

步骤E)根据步骤D)的检测结果，若满足基尔霍夫电流定律，则开放继电保护系统，否则进行步骤F)。

步骤F)：根据单条线路的错数据识别算法，找出有错数据的互感器所在的线路，闭锁该条线路的继电保护系统同时开放没有错数据线路的继电保护系统。

该方法对智能变电站内所有电子式互感器的工作状态和母线保护的工作状态进行实时的监控，通过复合错数据判别算法，可以有效的检测出错数据的准确位置，从而及时闭锁继电保护系统，保证电力系统继电保护系统的正确运行。有效避免了电子式互感器产生错数据时可能出现的继电保护系统误动，提高了电力系统的可靠性。该种复合错数据判别算法，与单一的错数据判别算法相比，由于错数据出现的频率较低，因而在绝大部分情况下仅仅需要进行基尔霍夫电流定律的验证，大大节约了计算的时间，有更高的效率。

实施例2：

本实施例在上述实施例的基础上优选如下：优选的，在步骤C)后面且在步骤F)前面还依次包括如下步骤：

步骤D)验证母线上所连线路的电流相量和是否满足基尔霍夫电流定律；

步骤E)根据步骤D)的检测结果，若满足基尔霍夫电流定律，则开放继电保护系统，否则进行步骤F)。该步骤的设置能够进一步排除不需要进行闭锁操作的线路，进一步避免误判断。

步骤D)中，验证母线上所连所有线路的电流相量和是否满足基尔霍夫电流定律的方法包括如下步骤:

步骤D1)将每条母线上所连线路的电流相量全部相加求和；

步骤D2)若步骤D1)的求和小于所设定阈值，则判定满足基尔霍夫电流定律，若不是，则判断不满足基尔霍夫电流定律。

步骤F)中单条线路的错数据识别算法采用飞点识别算法。

飞点识别算法的步骤如下：

步骤F1)计算当前采样点的一阶后向差分d1、前一采样点的一阶后向差分d2以及d1-d2的绝对值；

步骤F2)如果步骤F1)中的d1和d2的绝对值均大于设定的第一阈值且d1-d2的绝对值大于设定的第二阈值，则判断当前采样点为错数据点，若不是，则当前采样点为正确采样点。如图1所示，飞点识别算法的具体做法如下，设i(x)为被采样函数

Δi(n)＝i(n)-i(n-1)；

Δi(n-1)＝i(n-1)-i(n一2)；

那么，第n个采样点的检测条件是：

其中，ε₁＝K₁ωAdt,ε₂＝K₂ω²Adt,K₁和K₂是两个可靠系数，ω是电流信号的角频率，A是电流信号的幅值，dt是采样间隔。通过该公式即可计算出当前采样点的一阶后向差分d1的绝对值等于|Δi(n)|，前一采样点的一阶后向差分d2的绝对值等于|Δi(n-1)|，d1-d2的绝对值为|Δi(n)-Δi(n-1)|，然后将该值分别与相应的阈值ε₁和ε₂比较即可判断出当前采样点是否为正确采样点，确保给继电保护系统提供的数据为正确的数据，避免错数据造成的继电保护系统的误动作事故的发生，提高了电力系统的可靠性。

实施例3：

本发明公开了一种智能变电站继电保护系统闭锁判据装置，包括

检测单元,检测智能变电站内电子式互感器的工作状态和母线保护的工作状态；

识别单元，根据单条线路的错数据识别算法，找出有错数据的互感器所在的线路；

控制器，根据检测单元的检测结果，若电子式互感器工作于非正常工作状态和/或母线保护状态，则闭锁智能变电站的继电保护系统；否则，根据识别单元找出的有错数据的互感器所在的线路，闭锁该条线路的继电保护系统同时开放没有错数据线路的继电保护系统。

实施例4：

本实施例在上述实施例的基础上还包括

验证单元，验证母线上所连线路的电流相量和是否满足基尔霍夫电流定律；若电子式互感器工作于正常状态和/或没有处于母线保护状态，控制器则启动验证单元，根据验证单元的检测结果，若满足基尔霍夫电流定律，则开放继电保护系统，若不满足基尔霍夫电流定律，控制器则启动识别单元。

采用该装置即可解决电子式互感器产生错数据时可能出现的继电保护系统误动，影响电力系统可靠性的问题。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种智能变电站继电保护系统闭锁判据方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤A)检测智能变电站内电子式互感器的工作状态和母线保护的工作状态；

步骤B)根据步骤A)的检测结果，若电子式互感器工作于非正常工作状态和/或母线保护状态，则进行步骤C)，否则进行步骤C)后面步骤；

步骤C)闭锁智能变电站的继电保护系统；

步骤F)根据单条线路的错数据识别算法，找出有错数据的互感器所在的线路，闭锁该条线路的继电保护系统同时开放没有错数据线路的继电保护系统。

2.根据权利要求1所述的一种智能变电站继电保护系统闭锁判据方法，其特征在于，在步骤C)后面且在步骤F)前面还依次包括如下步骤：

步骤D)验证母线上所连线路的电流相量和是否满足基尔霍夫电流定律；

步骤E)根据步骤D)的检测结果，若满足基尔霍夫电流定律，则开放继电保护系统，否则进行步骤F)。

3.根据权利要求2所述的一种智能变电站继电保护系统闭锁判据方法，其特征在于，所述步骤D)中，验证母线上所连所有线路的电流相量和是否满足基尔霍夫电流定律的方法包括如下步骤:

步骤D1)将每条母线上所连线路的电流相量全部相加求和；

步骤D2)若步骤D1)的求和小于所设定阈值，则判定满足基尔霍夫电流定律，若不是，则判断不满足基尔霍夫电流定律。

4.根据权利要求1或2所述的一种智能变电站继电保护系统闭锁判据方法，其特征在于，步骤F)中单条线路的错数据识别算法采用飞点识别算法。

5.根据权利要求4所述的一种智能变电站继电保护系统闭锁判据方法，其特征在于，飞点识别算法的步骤如下：

步骤F1)计算当前采样点的一阶后向差分d1、前一采样点的一阶后向差分d2以及d1-d2的绝对值；

步骤F2)如果步骤F1)中的d1和d2的绝对值均大于设定的第一阈值且d1-d2的绝对值大于设定的第二阈值，则判断当前采样点为错数据点，若不是，则当前采样点为正确采样点。

6.一种智能变电站继电保护系统闭锁判据装置，其特征在于，包括

检测单元,检测智能变电站内电子式互感器的工作状态和母线保护的工作状态；

识别单元，根据单条线路的错数据识别算法，找出有错数据的互感器所在的线路；

控制器，根据检测单元的检测结果，若电子式互感器工作于非正常工作状态和/或母线保护状态，则闭锁智能变电站的继电保护系统；否则，根据识别单元找出的有错数据的互感器所在的线路，闭锁该条线路的继电保护系统同时开放没有错数据线路的继电保护系统。

7.根据权利要求6所述的一种智能变电站继电保护系统闭锁判据装置，其特征在于，还包括

验证单元，验证母线上所连线路的电流相量和是否满足基尔霍夫电流定律；若电子式互感器工作于正常状态和/或没有处于母线保护状态，控制器则启动验证单元，根据验证单元的检测结果，若满足基尔霍夫电流定律，则开放继电保护系统，若不满足基尔霍夫电流定律，控制器则启动识别单元。