CN108539716B - 一种基于暂态量的保护启动方法和装置 - Google Patents

一种基于暂态量的保护启动方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于暂态量的保护启动方法和装置，保护启动方法包括如下步骤：对被保护系统中的暂态电流进行采样；根据采样得到的数据，得到各相的微分电流，并根据各相微分电流计算出各相间微分电流；根据各相间微分电流的变化量，当有相间微分电流的变化量大于设定值时，判断为需要启动继电保护。本发明所提供的技术方案，对被保护系统中的暂态量进行微分求解，并根据各相间微分电流的变化量判断是否启动继电保护，从而消除硬件采样回路噪声造成的干扰，提高电力系统继电保护的可靠性。

Description

一种基于暂态量的保护启动方法和装置
技术领域
本发明属于电力系统继电保护技术领域，具体涉及一种基于暂态量的保护启动方法和装置。
背景技术
随着电力系统规模的日益扩大,输电线路的电压等级越来越高,我国的电网发生了巨大的变化，我国已建成了最大的交直流混联电网架构，为了提高系统暂态稳定性及输电线路传输能力,对故障切除时间要求越来越短。
传统的继电保护装置单纯依靠工频量启动保护，其采样频率一般不高于10kHz，由硬件回路引入装置的噪声干扰基本可以忽略，但是在一些工况下无法满足快速切除故障的要求。
暂态量保护是一种基于检测故障所产生的高频暂态量的继电保护装置，其采样频率一般大于500kHz，此时硬件采样回路的噪声将会造成严重的干扰，甚至会降低继电保护的可靠性。
发明内容
本发明提供一种基于暂态量的保护启动方法和装置，用于提高电力系统继电保护的可靠性。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：
方法方案1：一种基于暂态量的保护启动方法，包括如下步骤：
(1)对被保护系统中的暂态电流进行采样；
(2)根据采样得到的数据，得到各相的微分电流，并根据各相微分电流计算出各相间微分电流；
(3)根据各相间微分电流的变化量，当有相间微分电流的变化量大于设定值时，判断为需要启动继电保护；
将当前其中一个相间微分电流与前一周期中与当前时刻对应相间微分电流差值的绝对值作为第一绝对值，将前一周期中与当前时刻该相间微分电流与前两个周期中与当前时刻对应相间微分电流差值的绝对值作为第二绝对值，所述第一绝对值和第二绝对值之差的绝对值为该相间微分电流的变化量。
本发明所提供的技术方案，对被保护系统中的暂态量进行微分求解，并根据各相间微分电流的变化量判断是否启动继电保护，从而消除硬件采样回路噪声造成的干扰，提高电力系统继电保护的可靠性。
方法方案2：在方法方案1的基础上，设a相、b相和c相在k时刻的采样电流分别为iak，ibk，ick，则
a相在k时刻的微分电流为ia_dk＝coef×(iak-ia(k-1))；
b相在k时刻的微分电流为ib_dk＝coef×(ibk-ib(k-1))；
c相在k时刻的微分电流为ic_dk＝coef×(ick-ic(k-1))；
其中coef＝2×sin(π/N)，N为一个采样周期内的采样点数。
方法方案3：在方法方案2的基础上，在k时刻，a相和b相之间的微分电流为iab_dk＝ia_dk-ib_dk；
b相和c相之间的微分电流为ibc_dk＝ib_dk-ic_dk；
c相和a相之间的微分电流为ica_dk＝ic_dk-ia_dk。
方法方案4：在方法方案1或3的基础上，当有相间微分电流的变化量大于设定值时，将设定数量个连续的相间微分电流变化量进行累加，如果其中一个累加结果大于设定值，则判断为需要启动保护。
方法方案5：在方法方案4的基础上，所述设定数量为3。
装置方案1：一种基于暂态量的保护启动装置，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行时的计算机程序；所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
(1)对被保护系统中的暂态电流进行采样；
(2)根据采样得到的数据，得到各相的微分电流，并根据各相微分电流计算出各相间微分电流；
(3)根据各相间微分电流的变化量，当有相间微分电流的变化量大于设定值时，判断为需要启动继电保护；
将当前其中一个相间微分电流与前一周期中与当前时刻对应相间微分电流差值的绝对值作为第一绝对值，将前一周期中与当前时刻该相间微分电流与前两个周期中与当前时刻对应相间微分电流差值的绝对值作为第二绝对值，所述第一绝对值和第二绝对值之差的绝对值为该相间微分电流的变化量。
装置方案2：在装置方案1的基础上，设a相、b相和c相在k时刻的采样电流分别为iak，ibk，ick，则
a相在k时刻的微分电流为ia_dk＝coef×(iak-ia(k-1))；
b相在k时刻的微分电流为ib_dk＝coef×(ibk-ib(k-1))；
c相在k时刻的微分电流为ic_dk＝coef×(ick-ic(k-1))；
其中coef＝2×sin(π/N)，N为一个采样周期内的采样点数。
装置方案3：在装置方案2的基础上，在k时刻，a相和b相之间的微分电流为iab_dk＝ia_dk-ib_dk；
b相和c相之间的微分电流为ibc_dk＝ib_dk-ic_dk；
c相和a相之间的微分电流为ica_dk＝ic_dk-ia_dk。
装置方案4：在装置方案1或3的基础上，当有相间微分电流的变化量大于设定值时，将设定数量个连续的相间微分电流变化量进行累加，如果其中一个累加结果大于设定值，则判断为需要启动保护。
装置方案5：在装置方案4的基础上，所述设定数量为3。
附图说明
图1为方法实施例中基于暂态量的保护启动方法流程图。
具体实施方式
本发明提供一种基于暂态量的保护启动方法和装置，用于提高电力系统继电保护的可靠性。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：
一种基于暂态量的保护启动方法，包括如下步骤：
(1)对被保护系统中的暂态电流进行采样；
(2)根据采样得到的数据，得到各相的微分电流，并根据各相微分电流计算出各相间微分电流；
(3)根据各相间微分电流的变化量，当有相间微分电流的变化量大于设定值时，判断为需要启动继电保护；
将当前其中一个相间微分电流与前一周期中与当前时刻对应相间微分电流差值的绝对值作为第一绝对值，将前一周期中与当前时刻该相间微分电流与前两个周期中与当前时刻对应相间微分电流差值的绝对值作为第二绝对值，所述第一绝对值和第二绝对值之差的绝对值为该相间微分电流的变化量。
下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步说明。
方法实施例：
本发明提供一种基于暂态量的保护启动方法，根据高频暂态量判断是否启动继电保护，具体判断方法的流程如图1所示，包括如下步骤：
(1)在保护装置的运行过程中，以设定的频率对保护装置接入的暂态电流量进行高速采样，并存储将采样结果；
(2)设当前时刻为k时刻，在当前时刻a相的电流为iak，b相的电流为ibk，c相的电流为ick，则计算出当前时刻各相的微分电流，其中
a相在k时刻的微分电流为ia_dk＝coef×(iak-ia(k-1))；
b相在k时刻的微分电流为ib_dk＝coef×(ibk-ib(k-1))；
c相在k时刻的微分电流为ic_dk＝coef×(ick-ic(k-1))；
coef＝2×sin(π/N)，N为一个采样周期内的采样点数；
(3)计算出当前时刻各相间的微分电流：
a相和b相之间的微分电流为iab_dk＝ia_dk-ib_dk；
b相和c相之间的微分电流为ibc_dk＝ib_dk-ic_dk；
c相和a相之间的微分电流为ica_dk＝ic_dk-ia_dk；
(4)在k时刻：a相和c相之间微分电流的变化量为
ΔIab_dk＝||iab_dk-iab_d(k-T)|-|iab_d(k-T)-iab_d(k-2T)||；
b相和c相之间微分电流的变化量为
ΔIbc_dk＝||ibc_dk-ibc_d(k-T)|-|ibc_d(k-T)-ibc_d(k-2T)||；
c相和a相之间微分电流的变化量为
ΔIca_dk＝||ica_dk-ica_d(k-T)|-|ica_d(k-T)-ica_d(k-2T)||；
其中T为对暂态电流量的采样周期；判断各相间微分电流的变换量是否大于第一设定阈值；如果大于，则按照上述算法分别计算出k-1时刻、k时刻和k+1时刻各相间微分电流的变化量，并将k-1时刻、k时刻和k+1时刻的各相间分为电流分别进行累加，判断是否需要启动继电保护；判断方法为，当下述公式任意一项成立时，判断为需要启动继电保护：
(ΔIab_d(k-1)+ΔIab_d(k)+ΔIab_d(k+1))＞Iset
(ΔIbc_d(k-1)+ΔIbc_d(k)+ΔIbc_d(k+1))＞Iset
(ΔIca_d(k-1)+ΔIca_d(k)+ΔIca_d(k+1))＞Iset
其中Iset为第二设定阈值。
判断需要启动继电保护时，输出保护启动的标志。
本实施例中，对其中三个连续时刻各相间微分电流的变化量累加求和；作为其他实施方式，可以采用更多个连续时刻各相间微分电流的变化量累加求和，对继电保护的启动进行判断。
装置实施例：
本实施例一种基于暂态量的保护启动装置，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行时的计算机程序；所述处理器执行所述计算机程序时实现方法实施例中所提供的基于暂态量的保护启动方法。

Claims (10)

1.一种基于暂态量的保护启动方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)对被保护系统中的暂态电流进行采样；
(2)根据采样得到的数据，得到各相的微分电流，并根据各相微分电流计算出各相间微分电流；
(3)根据各相间微分电流的变化量，当有相间微分电流的变化量大于设定值时，判断为需要启动继电保护；
将当前其中一个相间微分电流与前一周期中与当前时刻对应相间微分电流差值的绝对值作为第一绝对值，将前一周期中与当前时刻该相间微分电流与前两个周期中与当前时刻对应相间微分电流差值的绝对值作为第二绝对值，所述第一绝对值和第二绝对值之差的绝对值为该相间微分电流的变化量。
2.根据权利要求1所述的一种基于暂态量的保护启动方法，其特征在于，设a相、b相和c相在k时刻的采样电流分别为iak，ibk，ick，则
a相在k时刻的微分电流为ia_dk＝coef×(iak-ia(k-1))；
b相在k时刻的微分电流为ib_dk＝coef×(ibk-ib(k-1))；
c相在k时刻的微分电流为ic_dk＝coef×(ick-ic(k-1))；
其中coef＝2×sin(π/N)，N为一个采样周期内的采样点数。
3.根据权利要求2所述的一种基于暂态量的保护启动方法，其特征在于，在k时刻，a相和b相之间的微分电流为iab_dk＝ia_dk-ib_dk；
b相和c相之间的微分电流为ibc_dk＝ib_dk-ic_dk；
c相和a相之间的微分电流为ica_dk＝ic_dk-ia_dk。
4.根据权利要求1或3所述的一种基于暂态量的保护启动方法，其特征在于，当有相间微分电流的变化量大于第一设定阈值时，将设定数量个连续的相间微分电流变化量进行累加，如果其中一个累加结果大于第二设定阈值，则判断为需要启动保护。
5.根据权利要求4所述的一种基于暂态量的保护启动方法，其特征在于，所述设定数量为3。
6.一种基于暂态量的保护启动装置，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行时的计算机程序；其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
(1)对被保护系统中的暂态电流进行采样；
(2)根据采样得到的数据，得到各相的微分电流，并根据各相微分电流计算出各相间微分电流；
(3)根据各相间微分电流的变化量，当有相间微分电流的变化量大于设定值时，判断为需要启动继电保护；
将当前其中一个相间微分电流与前一周期中与当前时刻对应相间微分电流差值的绝对值作为第一绝对值，将前一周期中与当前时刻该相间微分电流与前两个周期中与当前时刻对应相间微分电流差值的绝对值作为第二绝对值，所述第一绝对值和第二绝对值之差的绝对值为该相间微分电流的变化量。
7.根据权利要求6所述的一种基于暂态量的保护启动装置，其特征在于，设a相、b相和c相在k时刻的采样电流分别为iak，ibk，ick，则
a相在k时刻的微分电流为ia_dk＝coef×(iak-ia(k-1))；
b相在k时刻的微分电流为ib_dk＝coef×(ibk-ib(k-1))；
c相在k时刻的微分电流为ic_dk＝coef×(ick-ic(k-1))；
其中coef＝2×sin(π/N)，N为一个采样周期内的采样点数。
8.根据权利要求7所述的一种基于暂态量的保护启动装置，其特征在于，在k时刻，a相和b相之间的微分电流为iab_dk＝ia_dk-ib_dk；
b相和c相之间的微分电流为ibc_dk＝ib_dk-ic_dk；
c相和a相之间的微分电流为ica_dk＝ic_dk-ia_dk。
9.根据权利要求6或8所述的一种基于暂态量的保护启动装置，其特征在于，当有相间微分电流的变化量大于第一设定阈值时，将设定数量个连续的相间微分电流变化量进行累加，如果其中一个累加结果大于第二设定阈值，则判断为需要启动保护。
10.根据权利要求9所述的一种基于暂态量的保护启动装置，其特征在于，所述设定数量为3。
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