CN108173247B - 一种母线保护ta饱和闭锁与再开放控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种母线保护TA饱和闭锁与再开放控制方法及系统，其方法包括获取与母线相连的各支路电流互感器TA采集的电流数据，根据电流数据判断母线差动保护是否启动；在母线差动保护启动后，根据电流互感器TA采集的数据计算各电流互感器TA对应的SDP是否动作；如果某一支路的SDP动作，则判断该支路对应的电流互感器TA饱和，并闭锁母线差动保护；根据SDP在第二数据窗内的动作情况判定母线是否发生转换性故障，并根据母线是否发生转换性故障控制母线差动保护是否再开放。本发明的判断方法能够快速有效识别是否饱和，在区外故障且饱和时，能够快速可靠闭锁母线保护；在内部故障及转换性故障时，母线保护也能可靠动作，提高了母线保护的动作可靠性。

Description

一种母线保护TA饱和闭锁与再开放控制方法及系统

技术领域

本发明涉及电力保护技术领域，尤其涉及一种母线保护TA饱和闭锁与再开放控制方法及系统。

背景技术

母线是输配电系统中的重要枢纽，一旦发生故障，将影响与母线相连的其他电气设备的稳定运行，引起大范围的停电，因此保证母线的安全稳定运行及其重要。目前微机母线保护大多数仍采用电流差动原理作为其主保护，差动保护判据中所使用的电流量是由电流互感器TA(TA)采集。在实际电网运行时，母线相较于线路，变压器等一次设备而言，发生故障的次数要少很多。然而当线路、变压器发生故障时，产生的故障电流较大，且有可能含有高比例的非周期分量，可能会导致与母线所连的TA饱和，进而引起母线差动保护误动作。因此，研究有效应对电流互感器TA饱和的母线保护方案具有重大意义。

目前，鉴别TA饱和的方法有谐波闭锁法、导数法、波形识别法和时差法等。但是对于区外近端故障导致的TA深度快速饱和，如果TA饱和识别判据来不及动作，那么母线保护就会误动。很多TA饱和识别判据都是基于时差判别的微分型判据，抗干扰能力比较差，干扰、特别是连续脉冲干扰，对判据性能有较大的影响。可见，微分型判据的可靠性比较低，虽然响应迅速，但抗干扰能力不足。积分型判据或连续判断型判据能在一定程度上提高判据的可靠性，但是，对于快速进入深度饱和的TA饱和事件，其响应速度显然不足。

实际上，由于工业上应用的母线保护一般采用DFT进行保护滤波，其动作时间一般都在故障后半个周波以上。但是这种方式可靠性较低，动作速率较慢。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种母线保护TA饱和闭锁与再开放控制方法及系统，用以解决解决母线区外近端故障导致的TA极端快速饱和进而引起母线保护误动作的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

依据本发明的一个方面，提供了一种母线保护TA饱和闭锁与再开放控制方法，包括如下步骤：

步骤1：获取与母线相连的各支路电流互感器TA采集的电流数据，根据所述电流数据判断母线差动保护是否启动；

步骤2：如果所述母线差动保护已启动，根据所述电流互感器TA采集到的电流数据计算工频电流变化量，并根据所述工频电流变化量计算与母线相连的各电流互感器TA对应的工频变化量距离保护SDP是否动作；

步骤3：如果某一支路的所述工频变化量距离保护SDP动作，则判断该支路对应的电流互感器TA饱和，并闭锁所述母线差动保护；

步骤4：根据所述工频变化量距离保护SDP在第二数据窗内的动作情况判定母线是否发生转换性故障，并根据母线是否发生转换性故障控制母线差动保护是否再开放。

本发明的母线保护TA饱和闭锁与再开放控制方法，根据所述工频变化量可以判断与母线相连的各电流互感器TA对应的工频变化量距离保护SDP是否动作，从而能够快速有效识别TA是否饱和，并在TA饱和时，通过线路上的工频变化量距离保护SDP的速动性，能够快速可靠闭锁母线保护；在内部故障及转换性故障时，母线保护也能可靠动作，大大提高了母线保护的动作可靠性。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：

进一步：所述根据所述工频变化量判断与母线相连的各电流互感器TA对应的工频变化量距离保护SDP是否动作的具体实现为：

步骤21：采用小矢量算法对第一数据窗内的工频电流变化量进行分析处理，计算所述工频变化量距离保护SDP的工作电压；

步骤22：将所述工作电压与预设门槛电压值进行比较，并在所述工作电压大于或等于所述预设门槛电压值时判定所述工频变化量距离保护SDP动作；

其中，所述第一数据窗的长度为一个周波。

上述进一步方案的有益效果是：通过对第一数据窗内的工频电流变化量进行分析处理，计算所述工频变化量距离保护SDP的工作电压，可以准确判断所述SDP的动作情况，从而判断电流互感器TA是否饱和，以便控制母线是否闭锁。

进一步：所述步骤21中计算所述工频变化量距离保护SDP的工作电压具体实现为：

步骤211：采用小矢量算法对所述第一数据窗内的工频电流变化量进行分析处理，计算线性区故障信息参数值；

步骤212：将所述线性区故障信息参数值转换为全周傅氏算法对应的故障信息参数值；

步骤213：根据所述全周傅氏算法对应的故障信息参数值计算所述工频变化量距离保护SDP的工作电压。

上述进一步方案的有益效果是：在区外故障引起所述工频变化量距离保护SDP动作时，电流互感器TA饱和进而导致母线保护启动的情况下，由于从故障开始后电流互感器TA会有一段线性区，之后再进入饱和区，饱和区的电流波形可能已经畸变。在这种情况下，先采用小矢量算法计算出线性区故障信息参数值，再转换成全周傅氏算法对应的故障信息参数值，最后进行SDP的工作电压的计算，这样可减少计算误差，同时也满足了工频变化量距离保护SDP动作的快速性要求。

进一步：所述步骤2中，所述小矢量算法的数据窗长度为所述第一数据窗长度的四分之一，标记为第三数据窗。

上述进一步方案的有益效果是：当电流互感器TA迅速进入深度饱和后，所述工频变化量距离保护SDP所依据的大部分采样值信息均会受到电流互感器TA饱和影响，可能导致判断结果出现偏差。而工频变化量距离保护SDP本身的冗余性很高，其对饱和数据具有一定的容忍度，只要数据窗内能有一半左右的有效数据，其判断结果就会比较稳定，所以，通过选取所述小矢量算法的数据窗长度为四分之一个周波，能对故障后2-3ms内TA马上进入深度饱和状态的线路故障正确辨识，提高结果的准确性。

进一步：所述步骤4中，所述根据所述工频变化量距离保护SDP在数据窗内的动作情况判定母线是否发生转换性故障的具体实现为：

步骤41：对所述第二数据窗内的工频变化量距离保护SDP动作情况进行分析，获取任意一个第二数据窗的输出值；

步骤42：根据所述输出值判断母线是否发生转换性故障，并在母线发生转换性故障时解除母线闭锁，控制母线差动保护再开放；

其中，所述第二数据窗的长度为一个周波，所述输出值为所述第二数据窗内采样动作行为逻辑值之和与采样点数的比值。

上述进一步方案的有益效果是：通过获取所述输出值，可以判断母线是否发生转换性故障，并在母线发生转换性故障时，解除母线闭锁，并控制母线差动保护再开放，从而大大提高了母线保护的动作可靠性。

依据本发明的另一个方面，提供了一种母线保护TA饱和闭锁与再开放控制系统，包括：

第一判断模块,用于获取与母线相连的各支路电流互感器TA采集的电流数据，根据所述电流数据判断母线差动保护是否启动；

第二判断模块,用于在所述母线差动保护启动后，根据所述电流互感器TA采集的电流数据计算得到工频电流变化量，并根据所述工频电流变化量计算与母线相连的各电流互感器TA对应的工频变化量距离保护SDP是否动作；

控制模块，用于在某一支路的所述工频变化量距离保护SDP动作，则判断该支路对应的电流互感器TA饱和，并闭锁所述母线差动保护；

第三判断模块,根据所述工频变化量距离保护SDP在第二数据窗内的动作情况判定母线是否发生转换性故障，并根据母线是否发生转换性故障控制母线差动保护是否再开放。

本发明的母线保护TA饱和闭锁与再开放控制系统，通过所述第一判断模块能够快速有效识别电流互感器TA母线差动保护是否启动，通过所述第二判断模块可以准确判断电流互感器TA对应的SDP是否动作，从而判断TA是否饱和，若判断为TA饱和，则通过线路上的工频变化量保护的速动性，能够快速可靠闭锁母线保护；通过所述第三判断模块判断母线是否发生转换性故障，并在母线发生转换性故障时开放母线保护，以保证母线保护也能可靠动作，大大提高了母线保护的动作可靠性。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：

进一步：所述第二判断模块具体用于：

采用小矢量算法对第一数据窗内的工频电流变化量进行分析处理，计算所述工频变化量距离保护SDP的工作电压；将所述工作电压与预设门槛电压值进行比较，并在所述工作电压大于或等于所述预设门槛电压值时判定所述工频变化量距离保护SDP动作。

上述进一步方案的有益效果是：通过所述第二判断模块对第一数据窗内的工频电流变化量进行分析处理，计算所述工频变化量距离保护SDP的工作电压，可以准确判断所述工频变化量距离保护SDP的动作情况，从而判断电流互感器TA是否饱和，以便控制母线是否闭锁。

进一步：所述第二判断模块计算所述SDP的工作电压的具体实现为：

采用小矢量算法对所述第一数据窗内的工频电流变化量进行分析处理，计算线性区故障信息参数值；

将所述线性区故障信息参数值转换为全周傅氏算法对应的故障信息参数值；

根据所述全周傅氏算法对应的故障信息参数值计算所述工频变化量距离保护SDP的工作电压。

上述进一步方案的有益效果是：在区外故障引起所述工频变化量距离保护SDP动作时，电流互感器TA饱和进而导致母线保护启动的情况下，由于从故障开始后电流互感器TA会有一段线性区，之后再进入饱和区，饱和区的电流波形可能已经畸变。在这种情况下，所述第二判断模块先采用小矢量算法计算出线性区故障信息参数值，再转换成全周傅氏算法对应的故障信息参数值，最后进行工频变化量距离保护SDP的工作电压的计算，这样可减少计算误差，同时也满足了工频变化量距离保护SDP动作的快速性要求。

进一步：所述小矢量算法的数据窗长度为所述第一数据窗长度的四分之一，记为第三数据窗。

上述进一步方案的有益效果是：当电流互感器TA迅速进入深度饱和后，所述工频变化量距离保护SDP所依据的大部分采样值信息均会受到电流互感器TA饱和影响，可能导致判断结果出现偏差。而工频变化量距离保护SDP本身的冗余性很高，其对饱和数据具有一定的容忍度，只要数据窗内能有一半左右的有效数据，其判断结果就会比较稳定，所以，通过选取所述小矢量算法的数据窗的长度为四分之一周波，能对故障后2-3ms内电流互感器TA马上进入深度饱和状态的线路故障正确辨识，提高结果的准确性。

进一步：所述第三判断模块具体用于：

对所述第二数据窗内的工频变化量距离保护SDP动作情况进行分析，获取任意一个第二数据窗的输出值；

根据所述输出值判断母线是否发生转换性故障，并在母线发生转换性故障时解除母线闭锁，控制母线差动保护再开放；

其中，所述第二数据窗的长度为一个周波，所述输出值为第二数据窗内采样动作行为逻辑值之和与采样点数的比值。

上述进一步方案的有益效果是：通过获取所述输出值，可以判断母线是否发生转换性故障，并在母线发生转换性故障时，接触母线闭锁，并控制母线差动保护再开放，从而大大提高了母线保护的动作可靠性。

附图说明

图1为本发明一实施例的母线保护TA饱和闭锁与再开放控制方法流程示意图；

图2为本发明一实施例的输配电线路的故障附加网络结构示意图；

图3为本发明一实施例的输配电系统模型结构示意图；

图4为本发明一实施例的母线动作逻辑示意图；

图5为本发明一实施例的区外故障时电流互感器TA饱和的电流波形示意图；

图6为本发明一实施例的区外故障时电流互感器TA饱和的SDP动作情况示意图；

图7为本发明一实施例的转换性故障时电流互感器TA饱和的电流波形示意图；

图8为本发明一实施例的转换性故障时电流互感器TA饱和的SDP动作情况示意图；

图9为本发明一实施例的母线保护TA饱和闭锁与再开放控制系统结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

本发明中,工频变化量距离保护(Superimposed Distance Protect ion)缩写为SDP，电流互感器TA缩写为TA。

如图1所示，一种母线保护TA饱和闭锁与再开放控制方法，包括如下步骤：

步骤1：获取与母线相连的各支路电流互感器TA采集的电流数据，根据所述电流数据判断母线差动保护是否启动；

步骤2：如果所述母线差动保护已启动，根据所述电流互感器TA采集到的电流数据计算工频电流变化量，并根据所述工频电流变化量计算与母线相连的各电流互感器TA对应的工频变化量距离保护SDP是否动作；

步骤3：如果某一支路的所述工频变化量距离保护SDP动作，则判断该支路对应的电流互感器TA饱和，并闭锁所述母线差动保护；

步骤4：根据所述工频变化量距离保护SDP在第二数据窗内的动作情况判定母线是否发生转换性故障，并根据母线是否发生转换性故障控制母线差动保护是否再开放。

本发明的母线保护TA饱和闭锁与再开放控制方法，根据所述工频变化量可以判断与母线相连的各电流互感器TA对应的工频变化量距离保护SDP是否动作，从而能够快速有效识别TA是否饱和，并在TA饱和时，通过线路上的工频变化量距离保护SDP的速动性，能够快速可靠闭锁母线保护；在内部故障及转换性故障时，母线保护也能可靠动作，大大提高了母线保护的动作可靠性。

在上述实施例中，所述步骤2中，所述根据所述工频变化量判断与母线相连的各电流互感器TA对应的工频变化量距离保护SDP是否动作的具体实现为：

步骤21：采用小矢量算法对第一数据窗内的工频电流变化量进行分析处理，计算所述工频变化量距离保护SDP的工作电压；其中，所述第一数据窗的长度为一个周波；

通过对第一数据窗内的工频电流变化量进行分析处理，计算所述SDP的工作电压，可以准确判断所述工频变化量距离保护SDP的动作情况，从而判断电流互感器TA是否饱和，以便控制母线是否闭锁。

这里，工频变化量距离保护是一种通过反应工频故障分量电压、电流而工作的距离保护。其基本原理如下：如图2所示，图2为故障附加网络图，k1为保护区内短路点，k2为正向区外短路点，k3为反向区外短路点。当保护区内k1点短路时，保护安装处M的工频故障分量电流、电压可以分别表示为：

定义所述SDP的工作电压为：

式中：为电压故障分量中的工频成分，为电流故障分量中的工频成分，Z_s为系统等值阻抗，Z_set为保护的整定阻抗，若是线路侧，其整定阻抗一般为线路正序阻抗的80％-85％；对于变压器侧，其整定阻抗可考虑设为变压器等效阻抗Z_t的80％，为故障状态下短路电压变化值。

因此，工频变化量距离元件的动作判据可表示为：

由于非故障状态下短路点电压U_f与线路的额定电压差别很小，可将其动作判据写为：

其中，k_rel为整定系数，其大小可根据实际系统情况选取。

步骤22：将所述工作电压与预设门槛电压值进行比较，并在所述工作电压大于或等于所述预设门槛电压值时判定所述工频变化量距离保护SDP动作。

当母线保护启动时，存在以下两种情况：①母线区内故障；②母线区外故障，电流互感器TA饱和。容易知道，在区外故障时，一般情况下，仅近端故障才会导致电流互感器TA饱和，所以可认为第②种情况为区外近端故障导致的电流互感器TA饱和所致。图3所示为输配电系统模型示意图，其中，E₁、E₂、E₃、E₄为系统等值电源，T₁、T₂为变压器，M、N为母线，L₁、L₂、L₃为输电线路。当线路L1左侧出口发生故障时，对于母线M而言，该故障属于近端区外故障，故障支路电流可能非常大，易导致电流互感器TA发生饱和。这种情况对于目前普遍以差动保护作为主保护的母线而言是非常不利的，可能会导致母线保护误动作。引入上述的线路保护超高速就地保护，作为母线保护的高适应度TA饱和闭锁判据，以工频变化量距离保护SDP在故障后非常短时间内发出的动作出口信号作为线路故障的表征，据此闭锁母线保护。

优选地，在上述实施例中，所述步骤21中计算所述工频变化量距离保护SDP的工作电压具体实现为：

步骤211：采用小矢量算法对所述第一数据窗内的工频电流变化量进行分析处理，计算线性区故障信息参数值；

当电流互感器TA迅速进入深度饱和后，所述SDP所依据的大部分采样值信息均会受到TA饱和影响，可能导致判断结果出现偏差。针对用于电流互感器TA饱和识别的SDP，采用小矢量算法对工频电流变化量进行分析与处理。小矢量算法的基本原理如下：假设将每周波数据N分成若干个小矢量，每个小矢量的采样点数为s，则一个周波内共有N/s个小矢量，第p个小矢量表述如下：

式中：α为小矢量算法的初相角。

步骤212：将所述线性区故障信息参数值转换为全周傅氏算法对应的故障信息参数值；

根据小矢量和傅立叶算法之间的一个转换矩阵，即可将第p个小矢量变换成传统的全周傅氏矢量计算表达式，然后进行矢量计算。

步骤213：根据所述全周傅氏算法对应的故障信息参数值计算所述工频变化量距离保护SDP的工作电压。

在区外故障引起所述SDP动作时，电流互感器TA饱和进而导致母线保护启动的情况下，由于从故障开始后电流互感器TAT A会有一段线性区，之后再进入饱和区，饱和区的电流波形可能已经畸变。在这种情况下，先采用小矢量算法计算出线性区故障信息参数值，再转换成全周傅氏算法对应的故障信息参数值，最后进行SDP的工作电压的计算，这样可减少计算误差，同时也满足了SDP动作的快速性要求。

基于工频变化量距离保护SDP的母线保护TA饱和动作逻辑设计如图4所示。母线保护同时执行面向线路L1-L3以及变压器的SDP判据。一旦其中有一个元件判定为故障(线路故障或变压器故障)，发出闭锁信号，则G1的输出值为“1”，闭锁母线保护出口。反之，如果在母线保护出口动作时刻一直未收到任何闭锁信号，则允许母线保护出口跳闸。

优选地，在上述实施例中，所述步骤2中，所述小矢量算法的数据窗长度为所述第一数据窗长度的四分之一(即所述小矢量算法的数据窗长度为四分之一周波，我国电网中一周波为20ms)，标记为第三数据窗，如图7所示。当电流互感器TA迅速进入深度饱和后，所述工频变化量距离保护SDP所依据的大部分采样值信息均会受到电流互感器TA饱和影响，可能导致判断结果出现偏差。而工频变化量距离保护SDP本身的冗余性很高，其对饱和数据具有一定的容忍度，只要数据窗内能有一半左右的有效数据，其判断结果就会比较稳定，所以，通过选取所述小矢量算法的数据窗长度为四分之一周波，能对故障后2-3ms内电流互感器TA马上进入深度饱和状态的线路故障正确辨识，提高结果的准确性。

在上述实施例中，所述步骤3中，考虑到母线故障与线路故障不会同时发生，如果各支路的工频变化量距离保护SDP均不动作，则判断为母线内部故障，不闭锁母线差动保护；如果某一支路的电流互感器TA对应的所述工频变化量距离保护SDP动作，则判断该支路对应的电流互感器TA饱和，并闭锁所述母线差动保护。

在上述实施例中，所述步骤4中，所述根据所述SDP在数据窗内的动作情况判定母线是否发生转换性故障的具体实现为：

步骤41：对所述第二数据窗内的工频变化量距离保护SDP动作情况进行分析，获取任意一个第二数据窗的输出值；其中，所述第二数据窗的长度为一个周波，所述输出值为所述第二数据窗内采样动作行为逻辑值之和与采样点数的比值；

当区外故障导致电流互感器TA饱和时，二次侧电流传变出现畸变。由于故障电流中存在周期变化的工频分量，电流互感器TA铁芯的磁密度也会呈现周期性变化，一次侧电流反向过零点时，铁芯磁密度下降，退出饱和状态。因此，当区外故障电流互感器TA饱和时，其饱和电流波形如图5所示，实线为正常时二次电流波形，虚线为电流互感器TA饱和时二次电流波形。对电流变化量采样并用小矢量算法进行计算，设置电流采用频率2KHz，即每周波40个采样点，将一个周波分成四个小矢量，每个小矢量的采样点数为10，根据每个小矢量算法得出的工频变化量距离保护SDP的动作情况如图6所示。

步骤42：根据所述输出值判断母线是否发生转换性故障，并在母线发生转换性故障时解除母线闭锁，控制母线差动保护再开放。

通过获取所述输出值，可以判断母线是否发生转换性故障，并在母线发生转换性故障时，解除母线闭锁，并控制母线差动保护再开放，从而大大提高了母线保护的动作可靠性。

当发生转换性故障，例如，假设在区外故障发生一个周波之后转换为区内故障，并且此时区外故障消失，则此时电流互感器TA上采集到二次侧的电流波形及SDP动作情况如图7和图8所示，图8中的工频变化量距离保护SDP的值为“1”时表示SDP动作，工频变化量距离保护SDP的值为“0”时表示SDP不动作。当发生母线区外故障(线路L1故障)时，即便电流互感器TA饱和，所述SDP也可快速辨识为线路故障并动作；该故障转换为区内故障后，由于母线区内故障相对于工频变化量距离保护SDP而言属于区外故障，一旦数据窗内包含了大部分转换性故障的数据，4个小矢量对应的工频变化量距离保护SDP均会可靠返回，相当于解除了母线保护的闭锁信号。此时，母线保护可以可靠动作。

当发生转换性故障之后提出如下母线保护闭锁再开放判据：选取一个周波长度的数据窗对工频变化量的动作信号进行分析，设置一周波内的采样点数N＝40，数据窗逐点向后推移，每移动一个采样点，数据窗输出值随之不断更新，定义数据窗输出值为：

式中：x(i)为数据窗内采样动作行为逻辑值。

进一步地，经过上述数据窗算法处理之后，任意一个周波数据窗内，满足输出值大于0小于1时，则发出保护闭锁信号；而任一个周波数据窗内，满足输出值为0时，意味着此时则解除闭锁，开放差动保护。为有效识别转换性故障，设置闭锁以及再开放判据如下：

进一步地，母线区外故障电流互感器TA饱和时，任意一个周波内，判据S值始终大于0且小于1，母线保护被可靠闭锁；而发生转换性故障时，理论上在区外故障发生阶段，一个周波内判据S值大于零，保护被可靠闭锁；而转换性故障发生时，判据S值会逐渐变小，最终会等于0，重新开放母线差动保护。

通过获取所述输出值，可以判断母线是否发生转换性故障，并在母线发生转换性故障时，解除母线闭锁，并控制母线差动保护再开放，从而大大提高了母线保护的动作可靠性。

如图9所示，一种母线保护TA饱和闭锁与再开放控制系统，包括：

第一判断模块,用于获取与母线相连的各支路电流互感器TA采集的电流数据，根据所述电流数据判断母线差动保护是否启动；

第二判断模块,用于在所述母线差动保护启动后，根据所述电流互感器TA采集的电流数据计算得到工频电流变化量，并根据所述工频电流变化量计算与母线相连的各电流互感器TA对应的工频变化量距离保护SDP是否动作；

控制模块，用于在某一支路的所述工频变化量距离保护SDP动作，则判断该支路对应的电流互感器TA饱和，并闭锁所述母线差动保护；

第三判断模块,根据所述工频变化量距离保护SDP在第二数据窗内的动作情况判定母线是否发生转换性故障，并根据母线是否发生转换性故障控制母线差动保护是否再开放。

本发明的母线保护TA饱和闭锁与再开放控制系统，通过所述第一判断模块能够快速有效判断母线差动保护是否启动；通过所述第二判断模块可以准确判断TA对应的SDP是否动作，从而判断TA是否饱和，若判断为TA饱和，则通过线路上的工频变化量保护的速动性，能够快速可靠闭锁母线保护；通过所述第三判断模块判断母线是否发生转换性故障，并在母线发生转换性故障时开放母线保护，以保证母线保护也能可靠动作，大大提高了母线保护的动作可靠性。

在上述实施例中，所述第二判断模块具体包括：

计算子模块，用于采用小矢量算法对第一数据窗内的工频电流变化量进行分析处理，计算所述工频变化量距离保护SDP的工作电压；

比较子模块，将所述工作电压与预设门槛电压值进行比较，并在所述工作电压大于或等于所述预设门槛电压值时判定所述工频变化量距离保护SDP动作。

通过所述第二判断模块对第一数据窗内的工频电流变化量进行分析处理，计算所述工频变化量距离保护SDP的工作电压，可以准确判断所述工频变化量距离保护SDP的动作情况，从而判断电流互感器TA是否饱和，以便控制母线是否闭锁。

优选地，所述计算子模块具体包括：

分析处理单元，用于采用小矢量算法对所述第一数据窗内的工频电流变化量进行分析处理，计算线性区故障信息参数值；

转换单元，用于将所述线性区故障信息参数值转换为全周傅氏算法对应的故障信息参数值；

计算单元，用于根据所述全周傅氏算法对应的故障信息参数值计算所述工频变化量距离保护SDP的工作电压。

在区外故障引起所述工频变化量距离保护SDP动作时，电流互感器TA饱和进而导致母线保护启动的情况下，由于从故障开始后电流互感器TA会有一段线性区，之后再进入饱和区，饱和区的电流波形可能已经畸变。在这种情况下，所述第二判断模块先采用小矢量算法计算出线性区故障信息参数值，再转换成全周傅氏算法对应的故障信息参数值，最后进行工频变化量距离保护SDP的工作电压的计算，这样可减少计算误差，同时也满足了工频变化量距离保护SDP动作的快速性要求。

优选地，在上述实施例中，所述小矢量算法的数据窗长度为所述第一数据窗长度的四分之一(即所述小矢量算法的数据窗长度四分之一周波)。当电流互感器TA迅速进入深度饱和后，所述工频变化量距离保护SDP所依据的大部分采样值信息均会受到电流互感器TA饱和影响，可能导致判断结果出现偏差。而工频变化量距离保护SDP本身的冗余性很高，其对饱和数据具有一定的容忍度，只要数据窗内能有一半左右的有效数据，其判断结果就会比较稳定，所以，通过选取所述第一数据窗的长度为四分之一个周波，能对故障后2-3ms内电流互感器TA马上进入深度饱和状态的线路故障正确辨识，提高结果的准确性。

在上述实施例中，所述第三判断模块具体包括：

获取子模块，用于对所述第二数据窗内的工频变化量距离保护SDP动作情况进行分析，获取任意一个第二数据窗的输出值；

判断控制子模块，用于根据所述输出值判断母线是否发生转换性故障，并在母线发生转换性故障时解除母线闭锁，控制母线差动保护再开放；

其中，所述第二数据窗的长度为一个周波，所述输出值为第二数据窗内采样动作行为逻辑值之和与采样点数的比值。

通过获取所述输出值，可以判断母线是否发生转换性故障，并在母线发生转换性故障时，接触母线闭锁，并控制母线差动保护再开放，从而大大提高了母线保护的动作可靠性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种母线保护TA饱和闭锁与再开放控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：获取与母线相连的各支路电流互感器TA采集的电流数据，根据所述电流数据判断母线差动保护是否启动；

步骤2：如果所述母线差动保护已启动，根据所述电流互感器TA采集到的电流数据计算工频电流变化量，并根据所述工频电流变化量计算与母线相连的各电流互感器TA对应的工频变化量距离保护SDP是否动作；

步骤3：如果某一支路的所述工频变化量距离保护SDP动作，则判断该支路对应的电流互感器TA饱和，并闭锁所述母线差动保护；

步骤4：根据所述工频变化量距离保护SDP在第二数据窗内的动作情况判定母线是否发生转换性故障，并根据母线是否发生转换性故障控制母线差动保护是否再开放。

2.根据权利要求1所述的母线保护TA饱和闭锁与再开放控制方法，其特征在于，所述步骤2中，所述根据所述工频电流变化量判断与母线相连的各电流互感器TA对应的工频变化量距离保护SDP是否动作的具体实现为：

步骤21：采用小矢量算法对第一数据窗内的工频电流变化量进行分析处理，计算所述工频变化量距离保护SDP的工作电压；

步骤22：将所述工作电压与预设门槛电压值进行比较，并在所述工作电压大于或等于所述预设门槛电压值时判定所述工频变化量距离保护SDP动作；

其中，所述第一数据窗的长度为一个周波。

3.根据权利要求2所述的母线保护TA饱和闭锁与再开放控制方法，其特征在于，所述步骤21中计算所述工频变化量距离保护SDP的工作电压具体实现为：

步骤211：采用小矢量算法对所述第一数据窗内的工频电流变化量进行分析处理，计算线性区故障信息参数值；

步骤212：将所述线性区故障信息参数值转换为全周傅氏算法对应的故障信息参数值；

步骤213：根据所述全周傅氏算法对应的故障信息参数值计算所述工频变化量距离保护SDP的工作电压。

4.根据权利要求2所述的母线保护TA饱和闭锁与再开放控制方法，其特征在于，所述步骤21中，所述小矢量算法的数据窗长度为所述第一数据窗长度的四分之一。

5.根据权利要求1至4任一项所述的母线保护TA饱和闭锁与再开放控制方法，其特征在于，所述步骤4中的具体实现为：

步骤41：对所述第二数据窗内的工频变化量距离保护SDP动作情况进行分析，获取任意一个第二数据窗的输出值；

步骤42：根据所述输出值判断母线是否发生转换性故障，并在母线发生转换性故障时解除母线闭锁，控制母线差动保护再开放；

其中，所述第二数据窗的长度为一个周波，所述输出值为所述第二数据窗内采样动作行为逻辑值之和与采样点数的比值。

6.一种母线保护TA饱和闭锁与再开放控制系统，其特征在于，包括:

第一判断模块,用于获取与母线相连的各支路电流互感器TA采集的电流数据，根据所述电流数据判断母线差动保护是否启动；

第二判断模块,用于在所述母线差动保护启动后，根据所述电流互感器TA采集的电流数据计算得到工频电流变化量，并根据所述工频电流变化量计算与母线相连的各电流互感器TA对应的工频变化量距离保护SDP是否动作；

控制模块，用于在某一支路的所述工频变化量距离保护SDP动作，则判断该支路对应的电流互感器TA饱和，并闭锁所述母线差动保护；

第三判断模块,根据所述工频变化量距离保护SDP在第二数据窗内的动作情况判定母线是否发生转换性故障，并根据母线是否发生转换性故障控制母线差动保护是否再开放。

7.根据权利要求6所述的母线保护TA饱和闭锁与再开放控制系统，其特征在于，所述第二判断模块具体用于：

采用小矢量算法对第一数据窗内的工频电流变化量进行分析处理，计算所述工频变化量距离保护SDP的工作电压；

将所述工作电压与预设门槛电压值进行比较，并在所述工作电压大于或等于所述预设门槛电压值时判定所述工频变化量距离保护SDP动作。

8.根据权利要求7所述的母线保护TA饱和闭锁与再开放控制系统，其特征在于，所述第二判断模块计算所述工频变化量距离保护SDP的工作电压的具体实现为：

采用小矢量算法对所述第一数据窗内的工频电流变化量进行分析处理，计算线性区故障信息参数值；

将所述线性区故障信息参数值转换为全周傅氏算法对应的故障信息参数值；

根据所述全周傅氏算法对应的故障信息参数值计算所述工频变化量距离保护SDP的工作电压。

9.根据权利要求7所述的母线保护TA饱和闭锁与再开放控制系统，其特征在于，所述小矢量算法的数据窗长度为所述第一数据窗长度的四分之一。

10.根据权利要求6至9任一项所述的母线保护TA饱和闭锁与再开放控制系统，其特征在于，所述第三判断模块具体用于：

对所述第二数据窗内的工频变化量距离保护SDP动作情况进行分析，获取任意一个第二数据窗的输出值；

根据所述输出值判断母线是否发生转换性故障，并在母线发生转换性故障时解除母线闭锁，控制母线差动保护再开放；

其中，所述第二数据窗的长度为一个周波，所述输出值为第二数据窗内采样动作行为逻辑值之和与采样点数的比值。