CN108493910B - 母线保护浪涌扰动识别方法与装置及差动保护方法与装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种母线保护浪涌扰动识别方法与装置及差动保护方法与装置，浪涌扰动识别方法包括如下步骤：当电力系统出现扰动时，对就地化母线保护系统中各段母线各相的小差差动电流进行采样，采样周期小于小差差动电流的周期，每采样周期采样点数为第一设定值；如果某相小差差动电流的采样点中满足开放判据的采样点数量不大于第二设定值，判断为系统出现的是浪涌扰动；采样点满足开放判据，是指该采样点对应的小差差动电流大于第三设定值。本发明提供的技术方案，只需对一个周期内的小差差动电流进行采集即可判断就地化系统中出现的扰动是否为浪涌扰动，提取数据的时间较短，运算量较小，能够解决对浪涌扰动进行识别时运算量大的问题。

Description

母线保护浪涌扰动识别方法与装置及差动保护方法与装置
技术领域
本发明属于电力系统就地化继电保护技术领域，具体涉及一种母线保护浪涌扰动识别方法与装置及差动保护方法与装置。
背景技术
浪涌扰动又叫做突波扰动，或者冲击雷电波扰动，是发生在仅仅百万分之一秒时间内的一种剧烈冲击脉冲。GB/T 17626.5-2008《电磁兼容试验与测量技术浪涌(冲击)抗扰度试验》规定了关于继电保护装置抗浪涌扰动的如波前时间，半峰值时间等相关指标，如图1a所示；浪涌扰动经保护装置采样环节的滤波后，识别到的扰动波形仅为1～2个采样点，试验波形如图1b所示。电力系统内浪涌扰动主要来源于雷击引起的暂态骚扰、开关操作及短路故障引起的暂态骚扰。
目前继电保护装置均为微机型继电保护装置，包含模拟量、开关量的输入输出部分，以及大量的电子元器件。如不采取抑制措施，浪涌扰动进入继电保护装置后，会严重影响继电保护装置工作性能；在开入开出部分和电子元器件部分的硬件回路均设置有抑制浪涌扰动的设备，能很好的抑制浪涌扰动。但考虑到保护装置对故障电流采样的精准要求，模拟量采样部分的硬件回路中不适合设置过多的浪涌保护设备。所以，为避免浪涌扰动导致保护误动作，必须依靠软件算法来加以抑制。
随着智能变电站技术的快速发展，继电保护已经朝着“采样数字化、保护就地化、元件保护专网化、信息共享化”为特征的就地化保护新技术方向前进。就地化母线保护贴近一次设备、无防护安装，电磁环境及其恶劣，对抗浪涌扰动提出了更高的要求。
公开号为CN101673937A的发明专利公开了一种差动保护中的浪涌扰动识别方法及差动保护方法，这是一种基于故障分量采样值原理的浪涌识别方法，依靠提取故障分量的采样值进行判断，判断扰动原因是否为浪涌扰动；但是这种算法比较复杂，运算量较大，数据窗较长，至少需要三个周波，提取故障分量时涉及跨越多个数据窗，时间较长可能导致数据失真。
另外，就地化母线差动保护一般由基于采样点差动的快速动作区和基于全周相量的慢速动作区组成，采样点差动基于采样点判断，具有天然的抗浪涌扰动能力，全周相量差动保护的数据基于全周傅氏滤波算法，不能很好地区分故障和浪涌扰动，常规的做法一般是将满足基于全周相量的慢速动作区设置一定延时来躲避浪涌扰动的影响。但是，增加延时无疑降低了差动保护的动作速度。
发明内容
本发明提供一种母线保护浪涌扰动识别方法与装置及差动保护方法与装置，用于解决现有技术中对浪涌扰动进行识别时运算量大的问题。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：
一种就地化母线保护浪涌扰动识别方法，包括如下步骤：
当电力系统出现扰动时，对电力系统中各段母线各相的小差差动电流进行采样，采样周期小于小差差动电流的周期，每采样周期采样次数为第一设定值；
如果某相小差差动电流的采样点中，满足开放判据的采样点数量不大于第二设定值，则判断为电力系统出现的扰动为浪涌扰动；
采样点满足开放判据，是指该采样点对应的小差差动电流大于第三设定值。
本发明所提供的技术方案，在对就地化母线保护系统中出现的扰动进行识别时，只需对一个周期内的小差差动电流进行采集即可判断电力系统中出现的扰动是否为浪涌扰动，提取数据的时间较短，算法比较简单，运算量较小，能够解决现有技术中对浪涌扰动进行识别时运算量大的问题。
作为对第三设定值的进一步限定，所述第三设定值为差动保护启动电流的设定倍数，设定倍数为0.6。
作为对浪涌扰动的进一步限定，所述第二设定值与第一设定值的比值为1/4。
一种就地化母线差动保护方法，包括如下步骤：
当电力系统出现扰动时，对电力系统中各段母线各相的小差差动电流进行采样，采样周期小于小差差动电流的周期，每采样周期采样次数为第一设定值；
如果某相小差差动电流的采样点中，满足开放判据的采样点数量不大于第二设定值，则判断为就地化系统出现的扰动为浪涌扰动；
当电力系统出现浪涌扰动时，母线保护闭锁基于全周向量的慢速动作逻辑；否则投入基于全周向量的差动逻辑，并取消固定延时；
采样点满足开放判据，是指该采样点对应的小差差动电流大于第三设定值。
作为对第三设定值的进一步限定，所述第三设定值为差动保护启动电流的设定倍数，设定倍数为0.6。
作为对浪涌扰动的进一步限定，所述第二设定值与第一设定值的比值为1/4。
一种就地化母线保护浪涌扰动识别装置，包括处理器和存储器，所述存储器上设置有用于在处理器上执行的计算机程序，处理器执行所述计算机程序时实现如下步骤：
当电力系统出现扰动时，对电力系统中各段母线各相的小差差动电流进行采样，采样周期小于小差差动电流的周期，每采样周期采样次数为第一设定值；
如果某相小差差动电流的采样点中，满足开放判据的采样点数量不大于第二设定值，则判断为电力系统出现的扰动为浪涌扰动；
采样点满足开放判据，是指该采样点对应的小差差动电流大于第三设定值。
作为对第三设定值的进一步限定，所述第三设定值为差动保护启动电流的设定倍数，设定倍数为0.6。
作为对浪涌扰动的进一步限定，所述第二设定值与第一设定值的比值为1/4。
一种就地化母线差动保护装置，包括处理器和存储器，所述存储器上设置有用于在处理器上执行的计算机程序，处理器执行所述计算机程序时实现如下步骤：
当电力系统出现扰动时，对就地化母线保护系统中各段母线各相的小差差动电流进行采样，采样周期小于小差差动电流的周期，每采样周期采样次数为第一设定值；
如果某相小差差动电流的采样点中，满足开放判据的采样点数量不大于第二设定值，则判断为就地化系统出现的扰动为浪涌扰动；
当电力系统出现浪涌扰动时，母线闭锁基于全周向量的慢速动作逻辑；否则投入基于全周向量的差动逻辑，并取消固定延时；
采样点满足开放判据，是指该采样点对应的小差差动电流大于第三设定值。
作为对第三设定值的进一步限定，所述第三设定值为差动保护启动电流的设定倍数，设定倍数为0.6。
作为对浪涌扰动的进一步限定，所述第二设定值与第一设定值的比值为1/4。
附图说明
图1a为现有技术中浪涌扰动的波形图；
图1b为现有技术中浪涌扰动的采样图；
图2为方法实施例中就地化母线保护的结构原理图；
图3为方法实施例中就地化母线的浪涌扰动识别方法流程图。
具体实施方式
本发明提供一种母线保护浪涌扰动识别方法与装置及差动保护方法与装置，用于解决现有技术中对浪涌扰动进行识别时运算量大的问题。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：
一种就地化母线的浪涌扰动识别方法，包括如下步骤：
当电力系统出现扰动时，对就地化母线保护系统中各段母线各相的小差差动电流进行采样，采样周期小于小差差动电流的周期，每采样周期采样次数为第一设定值；
如果某相小差差动电流的采样点中，满足开放判据的采样点数量不大于第二设定值，则判断为就地化系统出现的扰动为浪涌扰动；
采样点满足开放判据，是指该采样点对应的小差差动电流大于第三设定值。
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。
差动保护方法实施例：
本实施例提供一种就地化母线差动保护方法，当电力系统中出现扰动时，首先识别扰动是否为浪涌扰动，然后根据识别的结果对差动保护进行控制。
本实施例中就地化母线保护架构如图2所示，包括母线1、母线2和母线3，其差动保护方法的流程如图3所示，包括如下步骤：
(1)当电力系统出现扰动时，以设定采样速率对各母线各相的小差差动电流进行采样，得到母线1中A相的小差差动电流、母线1中B相的小差差动电流、母线1中C相的小差差动电流、母线2中A相的小差差动电流、母线2中B相的小差差动电流、母线2中C相的小差差动电流、母线3中A相的小差差动电流、母线3中B相的小差差动电流和母线3中C相的小差差动电流；各母线中各相小差差动电流采集第一设定数量个连续的采样点；
(2)当小差差动电流的采样点的值大于设定值时，判断为该采样点满足开放判据；
对各母线各相的采样点进行统计，如果其中某母线某相采样点的数量小于第二设定数量，则判断为电力化系统出现扰动的原因是浪涌扰动，否则判断为就地化系统出现扰动的原因是电网故障；
(3)当判断出电力系统出现扰动的原因是浪涌扰动时，母线保护闭锁基于全周向量的慢速动作逻辑，保留具有抗浪涌扰动的采样点差动保护；
当判断出电力系统出现扰动的原因是电网故障时，投入基于全周向量的差动逻辑，并取消原有的固定延时以加快动作速度。
本实施例中，设定采样速率为每秒钟1200次，第一设定数量的值为18个，即3/4周波，第二设定数量的值为4。
本实施例中，判断采样点是否满足开放判据中的设定值为差动保护启动电流值的0.6倍。
本实施例中，各母线各相的小差差动电流根据该母线上所连接支路的电流值计算得到，如其中一个母线的其中一相连接有n条支路，各支路的小差差动电流分别为I1(k)、I2(k)、...、In(k),则该相的小差差动电流为
Id(k)＝I1(k)+I2(k)+...+In(k)
浪涌扰动识别方法实施例：
本实施例提供一种就地化母线保护浪涌扰动识别方法，当电力系统中出现扰动时，识别扰动是否为浪涌扰动，识别的方法与与上述差动保护方法实施例中对浪涌扰动的识别方法相同，该方法在上述差动保护实施例中做了详细介绍，这里不多做说明。
差动保护装置实施例：
本实施例提供一种就地化母线差动保护装置，包括处理器和存储器，存储器上设置有用于在处理器上执行的计算机程序，当处理器执行计算机程序时，实现如差动保护方法实施例中所提供的就地化母线的差动保护方法中的各步骤。
浪涌扰动识别装置实施例：
本实施例提供一种就地化母线浪涌扰动识别装置，包括处理器和存储器，存储器上设置有用于在处理器上执行的计算机程序，当处理器执行计算机程序时，实现如浪涌识别方法实施例中所提供的就地化母线保护的浪涌扰动识别方法中的各步骤。

Claims (6)

1.一种就地化母线差动保护方法，其特征在于，包括如下步骤：
当电力系统出现扰动时，对就地化母线保护系统中各段母线各相的小差差动电流进行采样，采样周期小于小差差动电流的周期，每采样周期采样次数为第一设定值；
如果某相小差差动电流的采样点中，满足开放判据的采样点数量不大于第二设定值，则判断为就地化系统出现的扰动为浪涌扰动；
当电力系统出现浪涌扰动时，母线保护闭锁基于全周向量的慢速动作逻辑；否则投入基于全周向量的差动逻辑，并取消固定延时；
采样点满足开放判据，是指该采样点对应的小差差动电流大于第三设定值。
2.根据权利要求1所述的一种就地化母线差动保护方法，其特征在于，所述第三设定值为差动保护启动电流的设定倍数，设定倍数为0.6。
3.根据权利要求1所述的一种就地化母线差动保护方法，其特征在于，所述第二设定值与第一设定值的比值为1/4。
4.一种就地化母线差动保护装置，包括处理器和存储器，所述存储器上设置有用于在处理器上执行的计算机程序，其特征在于，处理器执行所述计算机程序时实现如下步骤：
当电力系统出现扰动时，对就地化母线保护系统中各段母线各相的小差差动电流进行采样，采样周期小于小差差动电流的周期，每采样周期采样次数为第一设定值；
如果某相小差差动电流的采样点中，满足开放判据的采样点数量不大于第二设定值，则判断为电力系统出现的扰动为浪涌扰动；
当电力系统出现浪涌扰动时，母线保护闭锁基于全周向量的慢速动作逻辑；否则投入基于全周向量的差动逻辑，并取消固定延时；
采样点满足开放判据，是指该采样点对应的小差差动电流大于第三设定值。
5.根据权利要求4所述的一种就地化母线差动保护装置，其特征在于，所述第三设定值为差动保护启动电流的设定倍数，设定倍数为0.6。
6.根据权利要求4所述的一种就地化母线差动保护装置，其特征在于，所述第二设定值与第一设定值的比值为1/4。
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