CN108981755A - 转子接地保护直流量平均值计算数据选择方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种转子接地保护直流量平均值计算数据选择方法，本发明对参与计算的各直流量使用标准化数据方差最小的原则选择数据窗，选出波动较小和干扰较少的数据窗，对选出的数据窗去掉最大的和最小的各(1‑T％)/2的数据，选出中间的T％数据来计算直流量平均值，进一步减少波动和干扰对直流量平均值计算的影响。

Description

转子接地保护直流量平均值计算数据选择方法
技术领域
本发明涉及一种转子接地保护直流量平均值计算数据选择方法，属于电力系统继电保护领域。
背景技术
发电机和调相机等同步电机的转子回路一点接地故障是同步电机的常见故障之一，转子回路两点接地也时有发生。为了减少转子回路接地对同步电机及所在系统的影响，同步电机一般需要配置可靠的转子接地保护。目前国内外主流的转子接地保护方案有乒乓式转子接地保护和注入式转子接地保护两种。
乒乓式转子接地保护和注入式转子接地保护的实现方法虽各有差异，但是其原理是一样的，都是通过一个可以切换的测量回路与转子绕组连接。测量回路通过切换开关的切换有两种状态，通过对切换开关两种状态下直流电路的求解，计算出转子接地电阻和接地位置，使用计算出来的接地电阻和接地位置作为保护逻辑的动作量。
直流电路中用于计算接地电阻和接地位置的各直流量一般使用平均值来减少误差，现场运行时各直流量由于受励磁系统调节、电磁干扰等影响可能会有较大的波动，这些波动使得直流测量回路含有大量的非直流分量。传统的转子接地保护用于计算直流量平均值的数据固定取切换开关切换之后某一时间段的数据，所取的时间段有可能是波动比较剧烈的时间段，使用波动比较剧烈的时间段计算直流量平均值，将对接地电阻和接地位置的计算带来比较大的误差，影响转子接地保护的性能。
发明内容
本发明提供了一种转子接地保护直流量平均值计算数据选择方法，解决了传统所选数据可能是波动比较剧烈的时间段数据，对接地电阻和接地位置的计算带来比较大误差的问题。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
转子接地保护直流量平均值计算数据选择方法，包括，
若干个直流量参与转子接地保护计算，每个直流量在开关两次切换之间采样点数相同，计算各直流量通道的L个采样点数据标准化后的方差，计算所有直流通道的方差和；其中，L个采样点为第k-L+1个采样点到第k个采样点，L≤k≤N，N为采样点数；
遍历所有k，得到N-L+1个方差和，将方差和最小时对应的k值记为s；
将各直流通道的第s-L+1个采样点到第s个采样点的数据进行排序；
用中间段数据计算各直流通道的平均值，该中间段数据占总数据的T％。
计算L个采样点数据标准化后方差的过程为，
查找直流量通道m的L个采样点数据中的最大值Xmax(m,k)和最小值Xmin(m,k)；m∈[1,M]，m为整数，M为参与转子接地保护计算的直流量数量，也是直流量通道数量；
计算L个采样点数据的标准化数据Xnor(m,r)，其中r＝1,2,3,...,L；
计算Xnor(m,r)，r＝1,2,3,...,L的方差。
标准化数据计算公式，
Xnor(m,r)＝[x(m,r+k-L)-Xmin(m,k)]/[Xmax(m,k)-Xmin(m,k)]
其中，x(m,r+k-L)为第m个直流量在开关两次切换之间第r+k-L个采样点的采样数据。
各直流通道的第s-L+1个采样点到第s个采样点的数据从小到大进行排序。
直流量平均值数据窗长度为LT％。
用中间段数据计算各直流通道的平均值，该中间段数据占总数据的50％。
本发明所达到的有益效果：本发明对参与计算的各直流量使用标准化数据方差最小的原则选择数据窗，选出波动较小和干扰较少的数据窗，对选出的数据窗去掉最大的和最小的各(1-T％)/2的数据，选出中间的T％数据来计算直流量平均值，进一步减少波动和干扰对直流量平均值计算的影响。
附图说明
图1为本发明的流程图。
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。
如图1所示，转子接地保护直流量平均值计算数据选择方法，包括以下步骤：
步骤1：M个直流量参与转子接地保护计算，对开关两次切换之间的直流量进行采样，每个直流量在开关两次切换之间采样点数相同，均为N，直流量平均值数据窗长度为LT％，T取值为50，L<N，L为4的整数倍，记x(m,n)为第m个直流量在开关两次切换之间第n个采样点的采样数据，m＝1,2,3,...,M，n＝1,2,3,...,N。
步骤2，计算各直流量通道的L个采样点数据标准化后的方差，计算所有直流通道的方差和；其中，L个采样点为第k-L+1个采样点到第k个采样点，L≤k≤N。
计算L个采样点数据标准化后方差的过程为：
21)查找直流量通道m的L个采样点数据中的最大值Xmax(m,k)和最小值Xmin(m,k)；m∈[1,M]，m为整数，M为参与转子接地保护计算的直流量数量，也是直流量通道数量；
22)计算L个采样点数据的标准化数据Xnor(m,r)，其中r＝1,2,3,...,L；
标准化数据计算公式：
Xnor(m,r)＝[x(m,r+k-L)-Xmin(m,k)]/[Xmax(m,k)-Xmin(m,k)]
其中，x(m,r+k-L)为第m个直流量在开关两次切换之间第r+k-L个采样点的采样数据；
23)计算Xnor(m,r)，r＝1,2,3,...,L的方差。
步骤3，遍历所有k，得到N-L+1个方差和，将方差和最小时对应的k值记为s。
步骤4，各直流通道的第s-L+1个采样点到第s个采样点的数据从小到大进行排序。
步骤5，用中间段数据计算各直流通道的平均值，该中间段数据占总数据的T％，即50％，即第L/4+1个数据到第3L/4个数据来计算直流通道的平均值。
上述方法对参与计算的各直流量使用标准化数据方差最小的原则选择数据窗，可以选出波动较小和干扰较少的数据窗，对选出的数据窗去掉最大的和最小的各25％的数据，选出中间的50％数据来计算直流量平均值，进一步减少波动和干扰对直流量平均值计算的影响。
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 (6)

1.转子接地保护直流量平均值计算数据选择方法，其特征在于：包括，
若干个直流量参与转子接地保护计算，每个直流量在开关两次切换之间采样点数相同，计算各直流量通道的L个采样点数据标准化后的方差，计算所有直流通道的方差和；其中，L个采样点为第k-L+1个采样点到第k个采样点，L≤k≤N，N为采样点数；
遍历所有k，得到N-L+1个方差和，将方差和最小时对应的k值记为s；
将各直流通道的第s-L+1个采样点到第s个采样点的数据进行排序；
用中间段数据计算各直流通道的平均值，该中间段数据占总数据的T％。
2.根据权利要求1所述的转子接地保护直流量平均值计算数据选择方法，其特征在于：计算L个采样点数据标准化后方差的过程为，
查找直流量通道m的L个采样点数据中的最大值Xmax(m,k)和最小值Xmin(m,k)；m∈[1,M]，m为整数，M为参与转子接地保护计算的直流量数量，也是直流量通道数量；
计算L个采样点数据的标准化数据Xnor(m,r)，其中r＝1,2,3,...,L；
计算Xnor(m,r)，r＝1,2,3,...,L的方差。
3.根据权利要求2所述的转子接地保护直流量平均值计算数据选择方法，其特征在于：标准化数据计算公式，
Xnor(m,r)＝[x(m,r+k-L)-Xmin(m,k)]/[Xmax(m,k)-Xmin(m,k)]
其中，x(m,r+k-L)为第m个直流量在开关两次切换之间第r+k-L个采样点的采样数据。
4.根据权利要求1所述的转子接地保护直流量平均值计算数据选择方法，其特征在于：各直流通道的第s-L+1个采样点到第s个采样点的数据从小到大进行排序。
5.根据权利要求1所述的转子接地保护直流量平均值计算数据选择方法，其特征在于：直流量平均值数据窗长度为LT％。
6.根据权利要求5所述的转子接地保护直流量平均值计算数据选择方法，其特征在于：用中间段数据计算各直流通道的平均值，该中间段数据占总数据的50％。
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