CN109541351B - 继电保护装置中电流采样不一致判别方法及处理方法 - Google Patents

继电保护装置中电流采样不一致判别方法及处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种继电保护装置中电流采样不一致判别方法及处理方法，所述判别方法：获取继电保护装置中被测通道的电流模拟量双CPU采样值；分别计算双CPU采样值每周波的基波有效值；将两基波有效值的最大值与预设的大小值判别门槛相比较，分大值、小值两种情况分别进行判别：对于大值情况，若满足预设的大值低门槛判别条件，则经长延时判别为电流采样不一致；若满足预设的大值高门槛判别条件，则经短延时判别为电流采样不一致；对于小值情况，若满足预设的小值低门槛判别条件，则经长延时判别为电流采样不一致；若满足预设的小值高门槛判别条件，则经短延时判别为电流采样不一致。本发明能够提升继电保护电流模拟量采样的可靠性。

Description

继电保护装置中电流采样不一致判别方法及处理方法
技术领域
本发明涉及一种继电保护装置中电流采样不一致判别方法及处理方法，属于继电保护技术领域。
背景技术
随着电力系统的发展，电力二次设备对继电保护可靠性的要求也越来越高。二次电流模拟量采样是继电保护元件逻辑判别的重要来源之一，其数据采集的可靠与否直接影响到保护元件动作的正确性。因此，确保二次电流模拟量数据采集的可靠性对于继电保护动作可靠性乃至电力系统的稳定运行有着重要意义。
为了使继电保护装置可靠运行，许多继电保护装置采用双CPU架构。当CPU的电流采样模块中出现个别器件损坏或者受到外部因素干扰时，电流模拟量采样会出现较大误差甚至错误数据。电流采样数据不可靠会直接影响到继电保护逻辑动作的准确性。通过双CPU电流模拟量采样一致性的判别可以提升二次电流采样数据的可靠性。
中国专利数据库于2016年04月20日公开了一件申请号为201610043849.6的中国专利申请，发明创造的名称为：一种智能变电站中双AD采样不一致判断方法，该方法通过将双AD采样数据幅值差值的绝对值与设定阈值相比较判断双AD采样是否不一致。该方法仅通过简单设定门槛来区分采样是否存在不一致，而并未充分考虑大值小值的情况以及采样不一致的程度，差异程度未分阶梯处理，从而导致判断结果不准确，处理方式不可靠。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种继电保护装置中电流采样不一致判别方法及处理方法，以解决现有技术中的多个缺陷或缺陷之一。
为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：
一方面，本发明实施例提供了一种继电保护装置中电流采样不一致判别方法，所述方法包括如下步骤：
获取继电保护装置中被测通道的电流模拟量双CPU采样值；
分别计算双CPU采样值每周波的基波有效值；
将两基波有效值的最大值与预设的大小值判别门槛相比较：
若两基波有效值的最大值≥大小值判别门槛，判定为大值情况，进一步的，若满足预设的大值低门槛判别条件，则经T1延时判别为电流采样不一致；若满足预设的大值高门槛判别条件，则经T2延时判别为电流采样不一致，其中，T1＞T2，T1的取值范围是0.01s～10s，T2的取值范围是0s～1s；
若两基波有效值的最大值＜大小值判别门槛，判定为小值情况，进一步的，若满足预设的小值低门槛判别条件，则经T3延时判别为电流采样不一致；若满足预设的小值高门槛判别条件，则经T4延时判别为电流采样不一致，其中，T3＞T4，T3的取值范围是0.01s～10s，T4的取值范围是0s～1s。
结合第一方面，进一步的，所述大小值判别门槛满足下述条件：
大小值判别门槛＝k0*额定电流
其中，k0为常数，k0的取值范围是0.01～2。
结合第一方面，进一步的，判别是否满足大值低门槛判别条件、大值高门槛判别条件的方法如下：
当
Figure BDA0001885008480000021
时，认为满足大值低门槛判别条件；
当
Figure BDA0001885008480000031
时，认为满足大值高门槛判别条件。
其中，k2>k1，k1的取值范围是0.01～1；k2的取值范围是0.01～1。
结合第一方面，进一步的，判别是否满足小值低门槛判别条件、小值高门槛判别条件的方法如下：
取k3*两基波有效值的最大值与k4*额定电流中的较大值作为门槛1；
取k5*额定电流与保护启动定值中的较小值作为门槛2；
当门槛1≤两基波有效值差值的绝对值＜门槛2时，认为满足小值低门槛判别条件；
当两基波有效值差值的绝对值≥门槛2时，认为满足小值高门槛判别条件；
其中，k4<k5，k3的取值范围是0.01～0.5；k4的取值范围是0.01～0.5；k5的取值范围是0.01～1。
另一方面，本发明实施例提供了一种继电保护装置中电流采样不一致处理方法，所述方法包括如下步骤：
采用前述的方法进行电流采样不一致判别；
若判别结果为电流采样不一致，则进一步判断继电保护装置是否处于保护启动状态：
若继电保护装置处于保护启动状态，则闭锁保护装置出口，否则，继电保护装置闭锁保护启动。
结合第二方面，进一步的，所述方法还包括，当满足大值低门槛判别条件、大值高门槛判别条件、小值低门槛判别条件、小值高门槛判别条件中的任一种时，触发录波。
结合第二方面，进一步的，若判别结果为电流采样不一致时，经T5延时或瞬时报出电流采样不一致事件，其中T5的取值范围是：0.1s～1s。
与现有技术相比，本发明实施例所达到的有益效果包括：
(1)通过判别双CPU电流采样的一致性提升了二次电流采样数据的可靠性，从而提升了继电保护动作的准确性；
(2)在判别中通过区分采样值的大小设定不同的判别方法，逻辑层次更加清晰，判别更加准确；
(3)在判别中加入不同程度的电流采样不一致判别，通过设定不同延时来触发电流采样不一致，对于严重异常能够快速准确的判别，对于异常特征不明显的情况加以延时确认，逻辑处理更加可靠；
(4)判别出电流采样不一致后保护逻辑采取相应的闭锁措施，增加了保护动作的可靠性，并且报出采样不一致事件以便查询异常根源，同时记录采样异常录波，便于分析电流采样不一致原因。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种继电保护装置中电流采样不一致判别方法的逻辑图；
图2是采用本发明实施例提供的判别方法进行三相电流采样不一致判别的逻辑图。
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，本发明实施例提供的继电保护装置中电流采样不一致的判别方法，包括步骤：首先继电保护装置通过两块CPU分别采集各通道电流模拟量，通过高速总线交互数据，逐个通道判别；设两块CPU采集某通道电流的基波有效值分别为I1、I2，当I1、I2中的最大值大于等于设定的大小值判别门槛时，判为大值情况，反之为小值情况；对于大值情况，若满足大值低门槛判别条件，则经T1延时判为电流采样不一致，满足大值高门槛条件时，经T2延时判为电流采样不一致；对于小值情况，若满足小值低门槛判别条件时，经T3延时判为电流采样不一致，满足小值高门槛判别条件时，经T4延时判为电流采样不一致，其中T1＞T2，T3＞T4。本发明实施例提供的继电保护装置中电流采样不一致处理方法，当判别出电流采样不一致后如果已经保护启动，则闭锁保护出口，如果尚未保护启动，则闭锁保护启动；满足前述的任一门槛判别条件时触发录波，判别出电流采样不一致后延时报出电流采样不一致事件。采用本发明实施例提供的方法，能够提升继电保护电流模拟量采样的可靠性。
本发明实施例提供的继电保护装置中电流采样不一致判别方法具体包括如下步骤：
步骤1)：继电保护装置通过两块CPU分别采集各个通道电流模拟量，例如A相电流、B相电流、C相电流等，两块CPU通过高速总线交互采集数据，逐个通道进行判别；
步骤2)：以A相电流为例，其余通道同理，两块CPU分别对采集数据进行每周波基波有效值计算，设其分别为Ia1、Ia2；
步骤3)：将两基波有效值Ia1、Ia2的最大值与预设的大小值判别门槛相比较：分大值、小值两种情况进行判别；
大小值判别门槛＝k0*额定电流，k0为常数，k0的取值范围是0.01～2。
当Ia1、Ia2的最大值≥大小值判别门槛时认为是大值情况，反之认为是小值情况。
S301：对于大值情况，若满足大值低门槛判别条件，经T1延时判别为电流采样不一致，若满足大值高门槛判别条件，经T2延时判别为电流采样不一致；其中，T1＞T2，T1的取值范围是0.01s～10s；T2的取值范围是0s～1s。
判别是否满足大值低门槛判别条件、大值高门槛判别条件的方法如下：
当
Figure BDA0001885008480000061
时，认为满足大值低门槛判别条件；
当
Figure BDA0001885008480000062
时，认为满足大值高门槛判别条件。
其中，k2>k1，k1的取值范围是0.01～1；k2的取值范围是0.01～1。
S302：对于小值情况，若满足小值低门槛判别条件，经T3延时判别为电流采样不一致，若满足小值高门槛判别条件，经T4延时判别为电流采样不一致；其中，T3＞T4，T3的取值范围是0.01s～10s；T4的取值范围是0s～1s。
判别是否满足小值低门槛判别条件、小值高门槛判别条件的方法如下：
取k3*两基波有效值的最大值与k4*额定电流中的较大值作为门槛1；
取k5*额定电流与保护启动定值中的较小值作为门槛2；
当门槛1≤两基波有效值差值的绝对值＜门槛2时，认为满足小值低门槛判别条件；
当两基波有效值差值的绝对值≥门槛2时，认为满足小值高门槛判别条件；
其中，k4<k5，k3的取值范围是0.01～0.5；k4的取值范围是0.01～0.5；k5的取值范围是0.01～1。
本发明实施例还提供了一种继电保护装置中电流采样不一致处理方法，所述方法包括如下步骤：
步骤一：采用前述的方法进行电流采样不一致判别；
步骤二：若判别结果为电流采样不一致，则进一步判断继电保护装置是否处于保护启动状态：
若继电保护装置处于保护启动状态，则闭锁保护装置出口，否则，继电保护装置闭锁保护启动。
所述处理方法还包括，当满足大值低门槛判别条件、大值高门槛判别条件、小值低门槛判别条件、小值高门槛判别条件中的任一种时，触发录波。
若判别结果为电流采样不一致时，经T5延时或瞬时报出电流采样不一致事件，其中T5的取值范围是：0.1s～1s。
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细描述。
如图2所示，继电保护装置通过两块CPU分别采集A相电流、B相电流、C相电流的电流模拟量，两块CPU通过高速总线交互采集数据，逐个通道进行判别。
设两块CPU采集的A相电流的基波有效值分别为Ia1、Ia2，B相电流、C相电流判断逻辑同A相电流；
当Ia1、Ia2最大值大于等于0.25倍的额定电流时认为是大值情况，反之，认为是小值情况。
大值情况时，将Ia1、Ia2差值的绝对值和Ia1、Ia2最大值做比值，当比值介于0.05和0.25之间时，触发录波并经1s延时判别为A相电流采样不一致，比值大于等于0.25时，触发录波并经10ms延时判别为A相电流采样不一致；
小值情况时，设门槛1取0.3倍Ia1、Ia2最大值与0.05倍额定电流的最大值，门槛2取保护启动定值与0.2倍额定电流的最小值，当Ia1、Ia2差值的绝对值介于门槛1和门槛2之间时，触发录波并经1s延时判别为A相电流采样不一致，当Ia1、Ia2差值的绝对值大于等于门槛2时，触发录波并经10ms延时判别为A相电流采样不一致；
B相电流、C相电流的判别和A相电流判别为或门逻辑；
判别出电流采样不一致后针对继电保护装置已经保护启动和尚未保护启动两种情况进行后续处理，如果已经保护启动，则闭锁保护出口，如果尚未保护启动，则闭锁保护启动；
判别出电流采样不一致后经延时或瞬时报出电流采样不一致事件。
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 (7)

1.继电保护装置中电流采样不一致判别方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
获取继电保护装置中被测通道的电流模拟量双CPU采样值；
分别计算电流模拟量双CPU采样值每周波的基波有效值；
将两基波有效值的最大值与预设的大小值判别门槛相比较：
若两基波有效值的最大值≥大小值判别门槛，判定为大值情况，进一步的，若满足预设的大值低门槛判别条件，则经T1延时判别为电流采样不一致；若满足预设的大值高门槛判别条件，则经T2延时判别为电流采样不一致，其中，T1＞T2，T1的取值范围是0.01s～10s，T2的取值范围是0s～1s；
若两基波有效值的最大值＜大小值判别门槛，判定为小值情况，进一步的，若满足预设的小值低门槛判别条件，则经T3延时判别为电流采样不一致；若满足预设的小值高门槛判别条件，则经T4延时判别为电流采样不一致，其中，T3＞T4，T3的取值范围是0.01s～10s，T4的取值范围是0s～1s。
2.根据权利要求1所述的继电保护装置中电流采样不一致判别方法，其特征在于，所述大小值判别门槛满足下述条件：
大小值判别门槛＝k0*额定电流
其中，k0为常数，k0的取值范围是0.01～2。
3.根据权利要求1所述的继电保护装置中电流采样不一致判别方法，其特征在于，判别是否满足大值低门槛判别条件、大值高门槛判别条件的方法如下：
当
Figure FDA0002659283770000021
时，认为满足大值低门槛判别条件；
当
Figure FDA0002659283770000022
时，认为满足大值高门槛判别条件；
其中，k2>k1，k1的取值范围是0.01～1；k2的取值范围是0.01～1。
4.根据权利要求1所述的继电保护装置中电流采样不一致判别方法，其特征在于，判别是否满足小值低门槛判别条件、小值高门槛判别条件的方法如下：
取k3*两基波有效值的最大值与k4*额定电流中的较大值作为门槛1；
取k5*额定电流与保护启动定值中的较小值作为门槛2；
当门槛1≤两基波有效值差值的绝对值＜门槛2时，认为满足小值低门槛判别条件；
当两基波有效值差值的绝对值≥门槛2时，认为满足小值高门槛判别条件；
其中，k4<k5，k3的取值范围是0.01～0.5；k4的取值范围是0.01～0.5；k5的取值范围是0.01～1。
5.继电保护装置中电流采样不一致处理方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
采用权利要求1至4任一项所述的方法进行电流采样不一致判别；
若判别结果为电流采样不一致，则进一步判断继电保护装置是否处于保护启动状态：
若继电保护装置处于保护启动状态，则闭锁继电保护装置出口，否则，继电保护装置闭锁保护启动。
6.根据权利要求5所述的继电保护装置中电流采样不一致处理方法，其特征在于，所述方法还包括，当满足大值低门槛判别条件、大值高门槛判别条件、小值低门槛判别条件、小值高门槛判别条件中的任一种时，触发录波。
7.根据权利要求5所述的继电保护装置中电流采样不一致处理方法，其特征在于，若判别结果为电流采样不一致时，经T5延时报出电流采样不一致事件，其中T5的取值范围是：0.1s～1s。
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