CN109740105B - 一种用于母线保护装置的抗工频磁场干扰方法 - Google Patents

一种用于母线保护装置的抗工频磁场干扰方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109740105B
CN109740105B CN201811634630.9A CN201811634630A CN109740105B CN 109740105 B CN109740105 B CN 109740105B CN 201811634630 A CN201811634630 A CN 201811634630A CN 109740105 B CN109740105 B CN 109740105B
Authority
CN
China
Prior art keywords
current
magnetic field
power frequency
frequency magnetic
interference
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201811634630.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109740105A (zh
Inventor
王广领
仲伟
高亮
陈洪利
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wiscom System Co ltd
Original Assignee
Wiscom System Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wiscom System Co ltd filed Critical Wiscom System Co ltd
Priority to CN201811634630.9A priority Critical patent/CN109740105B/zh
Publication of CN109740105A publication Critical patent/CN109740105A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109740105B publication Critical patent/CN109740105B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
  • Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)

Abstract

本发明公开了一种用于母线保护装置的抗工频磁场干扰方法，首先采集工频磁场干扰下的母线电压和各支路电流；其次分析干扰数据的特征，再次，正确区分系统正常运行状态和系统故障状态；然后，判别工频磁场干扰状态；最后，各支路电流滤除工频磁场干扰造成的叠加电流。本发明有效判别工频磁场干扰状态，可以大大降低工频磁场干扰造成母线保护装置误动的概率。

Description

一种用于母线保护装置的抗工频磁场干扰方法
技术领域
本发明涉及一种用于抗工频磁场干扰的软件处理方法，属于电力系统继电保护装置的抗工频磁场技术领域。
背景技术
继电保护装置是对电力系统中发生的故障或异常进行检测，从而发出告警信号或者直接将故障部分隔离、切除的二次设备，在电力系统中发挥重要作用，它的可靠性和安全性直接影响电力系统的安全运行。继电保护装置所工作的电磁环境是影响其可靠性和安全性的重要因素。DL/T 478-2013继电保护和安全自动装置通用技术条件对电磁兼容提出了明确要求。其中工频磁场干扰时电磁干扰中比较常见的一种。工频磁场抗扰度的国家标准为GB/T17626.8，保护测控装置需要通过5级，1000A/m实验要求。
电流互感器是由闭合的铁芯和绕组组成，当工频磁场产生磁通叠加到保护装置的交流采样回路上，在感应电动势作用下产生感应电流，引起采样误差，工频磁场有可能产生助磁和去磁，在实际中危害更大的是助磁产生的助增感应电流。尤其是对于母线保护装置等多支路保护装置，问题更为严重。除了在硬件设计上增加处理措施外，需要在软件设计上对干扰采样进行处理。
发明内容
发明目的：为了解决工频磁场对保护装置的影响，本发明提供了一种识别工频磁场干扰状态并滤除工频磁场干扰感应电流的方法。
技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种用于母线保护装置的抗工频磁场干扰方法，包括以下步骤：
步骤1，对母线保护装置施加工频磁场干扰，记录干扰产生的感应电流采样数据。采集施加工频磁场干扰下的母线电压和各支路三相电流。
步骤2，分析干扰数据的特征，确定感应电流出现通道以及感应电流波形幅值。
步骤3，根据步骤1感应电流采样数据、母线电压和各支路三相电流计算相电压幅值、负序电压幅值、电流突变量、相电压突变量、负序电压突变量。
步骤4，统计电流变化支路数NIΔ，零序电流突变支路数NI0Δ，负序电流突变支路数NI2Δ。
步骤5，根据步骤2分析得到的感应电流波形幅值给定突变量变化幅值门槛，负序电压、负序电流产生突变，电压突变量、电流突变量大于突变量变化幅值门槛，判为系统故障，不进行工频磁场判别。
电流变化支路数NlΔ和零序电流突变支路数NI0Δ等于保护装置所有支路数，判定为工频磁场干扰。
步骤6，判别出工频磁场干扰后，各支路电流滤除突变的叠加电流。
其中，表示干扰前电流，/>表示干扰后电流，Δi(t)表示干扰叠加电流。
步骤3中利用正弦波形的对称性，计算相电压幅值、负序电压幅值、电流突变量、相电压突变量、负序电压突变量：
ΔU2＝|u2(t)|-|u2(t-T)|
其中，表示当前采样点电流值相对于一个采样周期前的突变量，i(t)表示当前采样时刻瞬时电流值，t表示表示当前采样时刻，T表示采样周期，/>表示表示当前采样点电压值相对于一个采样周期前的突变量，u(t)表示当前采样时刻瞬时电压值，ΔU2表示当前采样点负序电压相对于一个采样周期前的突变量，u2(t)表示当前采样时刻瞬时负序电压值。
优选的：所述母线保护装置的插件和每块插件上互感器的布置相同，所述工频磁场以相同的方向、相同的面积与互感器线圈进行交链，感应电流的大小和相位相近。
优选的：所述施加工频磁场干扰为1000A/m。
优选的：所述步骤2中得到的感应电流波形幅值不大于0.05安。
优选的：所述突变量变化幅值门槛0.05安。
本发明相比现有技术，具有以下有益效果：
本发明提取干扰波形特征，有效区分系统正常运行状态、系统故障状态和工频磁场干扰状态，并将工频磁场干扰造成的叠加电流滤除，可以大大降低工频磁场干扰造成母线保护装置误动的概率。
附图说明
图1、工频磁场干扰产生感应电流波形；
图2、工频磁场干扰波形的识别示意图；
图3、本发明干扰波形处理流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
一种用于母线保护装置的抗工频磁场干扰方法，如图1-3所示，包括以下步骤：
步骤1，对母线保护装置施加1000A/m的工频磁场干扰，记录干扰产生的感应电流采样数据。采集施加工频磁场干扰下的母线电压和各支路三相电流。
步骤2，分析干扰数据的特征，确定感应电流出现通道以及感应电流波形幅值。
感应电流出现在所有通道上，感应电流波形幅值不大于0.05安，因为装置的插件和每块插件上互感器的布置相同，因此工频磁场以几乎相同的方向、相同的面积与互感器线圈进行交链，感应电流的大小和相位相近。
步骤3，根据步骤1感应电流采样数据、母线电压和各支路三相电流计算相电压幅值、负序电压幅值、电流突变量、相电压突变量、负序电压突变量。
利用正弦波形的对称性，计算相电压幅值、负序电压幅值、电流突变量、相电压突变量、负序电压突变量：
ΔU2＝|u2(t)|-|u2(t-T)|
其中，表示当前采样点电流值相对于一个采样周期前的突变量，i(t)表示当前采样时刻瞬时电流值，t表示表示当前采样时刻，T表示采样周期，/>表示表示当前采样点电压值相对于一个采样周期前的突变量，u(t)表示当前采样时刻瞬时电压值，ΔU2表示当前采样点负序电压相对于一个采样周期前的突变量，u2(t)表示当前采样时刻瞬时负序电压值。
步骤4，统计电流变化支路数NIΔ，零序电流突变支路数NI0Δ，负序电流突变支路数NI2Δ。
步骤5，根据步骤2分析得到的感应电流波形幅值给定突变量变化幅值门槛，负序电压、负序电流产生突变，电压突变量、电流突变量大于突变量变化幅值门槛，判为系统故障，不进行工频磁场判别。
电流变化支路数NlΔ和零序电流突变支路数NI0Δ等于保护装置所有支路数，判定为工频磁场干扰。
步骤6，判别出工频磁场干扰后，各支路电流滤除突变的叠加电流。
其中，表示干扰前电流，/>表示干扰后电流，Δi(t)表示干扰叠加电流。
如图1所示感应电流波形。
(1)、感应电流波形幅值不大于0.05安。
(2)、感应电流出现在所有通道上。
(3)、因为母线保护装置的插件和每块插件上互感器的布置相同，因此工频磁场以几乎相同的方向、相同的面积与互感器线圈进行交链，感应电流的大小和相位相近。
如图2所示对工频磁场感应电流波形进行识别。
(1)利用正弦波形的对称性，计算电压、电流通道采样数据的突变量。
(2)为了区分系统故障下波形数据发生的突变，电流突变量变化幅值小于0.05安培时认为是工频磁场产生的干扰感应电流，如果突变量幅值大于0.05安培认为是系统故障导致的电流增加。
(3)为了区分系统故障下波形数据发生的突变，突变量变化幅值小于门槛时认为是工频磁场产生的干扰，否则判为系统故障引起电压变化。
(4)所有支路同时有感应电流标志判别为装置处于工频磁场干扰状态：
如图3干扰波形处理流程图
(1)采集数据，采集各支路三相电流各母线三相电压/>
(2)计算相电压幅值、负序电压幅值、相电压突变量，负序电压突变量。
ΔU2＝|u2(t)|-|u2(t-T)|
(3)计算各支路电流突变量、零序电流突变量，并且统计电流变化支路数NIΔ，零序电流突变支路数NI0Δ，负序电流突变支路数NI2Δ。
(4)工频磁场干扰对所有电压互感器、电流互感器干扰情况接近，因此不会造成负序电压、负序电流发生突变，如果负序电压、负序电流产生突变，认为是系统故障引起，此时不进行工频磁场干扰判别。
(5)工频磁场干扰引起的电压电流变化相对于系统短路故障产生的电压电流非常小，因此电压突变量、电流突变量大于门槛不进行工频磁场判别。
(6)电流变化支路数NIΔ和零序电流突变支路数NI0Δ等于保护装置所有支路数，判定为工频磁场干扰。
(7)在保护装置判别出工频磁场干扰后，各支路电流滤除突变的叠加电流。
表示干扰前电流，/>表示干扰后电流，Δi(t)表示干扰叠加电流。
未进行干扰数据处理前，电流幅值0.045安培，采用本发明滤除干扰数据后，电流幅值降低到0.003安培，极大的降低了工频干扰的影响。
本发明有效判别工频磁场干扰状态，可以大大降低工频磁场干扰造成母线保护装置误动的概率。
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，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种用于母线保护装置的抗工频磁场干扰方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，记录施加有工频磁场干扰的母线保护装置所产生的感应电流采样数据；采集施加工频磁场干扰下的母线电压和各支路三相电流；
步骤2，分析干扰数据的特征，确定感应电流出现通道以及感应电流波形幅值；
步骤3，根据步骤1感应电流采样数据、母线电压和各支路三相电流计算相电压幅值、负序电压幅值、电流突变量、相电压突变量、负序电压突变量；
利用正弦波形的对称性，计算相电压幅值、负序电压幅值、电流突变量、相电压突变量、负序电压突变量：
ΔU2＝|u2(t)|-|u2(t-T)|
其中，表示当前采样点电流值相对于一个采样周期前的突变量，i(t)表示当前采样时刻瞬时电流值，t表示表示当前采样时刻，T表示采样周期，/>表示表示当前采样点电压值相对于一个采样周期前的突变量，u(t)表示当前采样时刻瞬时电压值，ΔU2表示当前采样点负序电压相对于一个采样周期前的突变量，u2(t)表示当前采样时刻瞬时负序电压值；
步骤4，统计电流变化支路数NIΔ，零序电流突变支路数NI0Δ，负序电流突变支路数NI2Δ；
步骤5，根据步骤2分析得到的感应电流波形幅值给定突变量变化幅值门槛，负序电压、负序电流产生突变，电压突变量、电流突变量大于突变量变化幅值门槛，判为系统故障，不进行工频磁场判别；
电流变化支路数NIΔ和零序电流突变支路数NI0Δ等于保护装置所有支路数，判定为工频磁场干扰；
步骤6，判别出工频磁场干扰后，各支路电流滤除突变的叠加电流；
其中，表示干扰前电流，/>表示干扰后电流，Δi(t)表示干扰叠加电流。
2.根据权利要求1所述用于母线保护装置的抗工频磁场干扰方法，其特征在于：所述母线保护装置的插件和每块插件上互感器的布置相同，所述工频磁场以相同的方向、相同的面积与互感器线圈进行交链，感应电流的大小和相位相近。
3.根据权利要求2所述用于母线保护装置的抗工频磁场干扰方法，其特征在于：所述施加工频磁场干扰为1000A/m。
4.根据权利要求3所述用于母线保护装置的抗工频磁场干扰方法，其特征在于：所述步骤2中得到的感应电流波形幅值不大于0.05安。
5.根据权利要求4所述用于母线保护装置的抗工频磁场干扰方法，其特征在于：所述突变量变化幅值门槛0.05安。
CN201811634630.9A 2018-12-29 2018-12-29 一种用于母线保护装置的抗工频磁场干扰方法 Active CN109740105B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811634630.9A CN109740105B (zh) 2018-12-29 2018-12-29 一种用于母线保护装置的抗工频磁场干扰方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811634630.9A CN109740105B (zh) 2018-12-29 2018-12-29 一种用于母线保护装置的抗工频磁场干扰方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109740105A CN109740105A (zh) 2019-05-10
CN109740105B true CN109740105B (zh) 2024-04-30

Family

ID=66362340

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811634630.9A Active CN109740105B (zh) 2018-12-29 2018-12-29 一种用于母线保护装置的抗工频磁场干扰方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109740105B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110808575B (zh) * 2019-11-07 2021-08-10 国电南京自动化股份有限公司 一种母线保护防止工频磁场干扰的方法
CN112072612B (zh) * 2020-08-18 2022-10-04 许继集团有限公司 一种抗工频磁场干扰的零序过流保护控制方法及装置
CN113517676B (zh) * 2021-05-06 2022-10-28 东方电子股份有限公司 一种轻微故障情景防止工频磁场干扰母线差动保护的方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1696722A (zh) * 2005-06-02 2005-11-16 昆明理工大学 基于电流分解和无功检测的谐振接地系统故障选线方法
CN1967958A (zh) * 2006-10-16 2007-05-23 北京交通大学 基于波形正弦度原理的变压器励磁涌流识别方法
TW201251327A (en) * 2011-06-10 2012-12-16 Sonix Technology Co Ltd Interference protection method for universal serial bus device
CN104569729A (zh) * 2015-01-29 2015-04-29 深圳市科陆电子科技股份有限公司 基于故障指示器的配电网单相接地故障检测方法及系统
CN105699842A (zh) * 2015-12-15 2016-06-22 南京南瑞集团公司 一种稳定控制装置所用的直流近区交流线路相间故障判据
CN107069673A (zh) * 2017-03-30 2017-08-18 南京南瑞继保电气有限公司 一种快速识别支路ct断线并闭锁母差保护的方法
CN107167689A (zh) * 2017-05-08 2017-09-15 合肥工业大学 考虑联络变压器变比的概率短路灵敏度计算方法
CN107611938A (zh) * 2017-10-24 2018-01-19 南京国电南自电网自动化有限公司 一种母线保护区分高阻故障和ct断线的方法
CN107783041A (zh) * 2017-11-27 2018-03-09 华北电力科学研究院有限责任公司 变频器驱动电机系统供电扰动耐受性测试、评价方法及装置

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1696722A (zh) * 2005-06-02 2005-11-16 昆明理工大学 基于电流分解和无功检测的谐振接地系统故障选线方法
CN1967958A (zh) * 2006-10-16 2007-05-23 北京交通大学 基于波形正弦度原理的变压器励磁涌流识别方法
TW201251327A (en) * 2011-06-10 2012-12-16 Sonix Technology Co Ltd Interference protection method for universal serial bus device
CN104569729A (zh) * 2015-01-29 2015-04-29 深圳市科陆电子科技股份有限公司 基于故障指示器的配电网单相接地故障检测方法及系统
CN105699842A (zh) * 2015-12-15 2016-06-22 南京南瑞集团公司 一种稳定控制装置所用的直流近区交流线路相间故障判据
CN107069673A (zh) * 2017-03-30 2017-08-18 南京南瑞继保电气有限公司 一种快速识别支路ct断线并闭锁母差保护的方法
CN107167689A (zh) * 2017-05-08 2017-09-15 合肥工业大学 考虑联络变压器变比的概率短路灵敏度计算方法
CN107611938A (zh) * 2017-10-24 2018-01-19 南京国电南自电网自动化有限公司 一种母线保护区分高阻故障和ct断线的方法
CN107783041A (zh) * 2017-11-27 2018-03-09 华北电力科学研究院有限责任公司 变频器驱动电机系统供电扰动耐受性测试、评价方法及装置

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Control and performance of a fully-digital-controlled shunt active filter for installation on a power distribution system;takosonwit Pichai 等;《IEEE Transactions on power electronics》;第17卷(第1期);132-140 *
Implementation of noise-immune Rogowski coils for busbar differential protection modernization;Solovev Denis B. 等;《Electric Power Systems Research》;第140卷;965-975 *
主变差动保护带负荷测试软件的设计与开发;方源;《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅱ辑》(第03期);C042-1517 *
基于定常海森矩阵的配电网三相最优潮流模型;赵婷婷 等;《电力系统自动化》;第42卷(第15期);11-17 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN109740105A (zh) 2019-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109740105B (zh) 一种用于母线保护装置的抗工频磁场干扰方法
CN105140893B (zh) 一种差动保护ct饱和识别方法
CN103513212B (zh) 基于重构的bh曲线特征ct状态识别以及不饱和度计算方法
CN107390010B (zh) 电流互感器拖尾电流的快速检测方法
CN102005738A (zh) 基于电流幅值比例和差流谐波识别非故障相饱和的方法
WO2018122632A1 (en) A method for detecting inrush and ct saturation and an inteligent electronic device therfor
Medeiros et al. A clarke-wavelet-based time-domain power transformer differential protection
Peres et al. Power transformer protection using an instantaneous-current-value negative sequence differential element
Patel et al. Sequence component of currents based differential protection of power transformer
Hunt et al. Practical experience in setting transformer differential inrush restraint
CN101820166B (zh) 基于变压器等效励磁阻抗频域特征的励磁涌流判别方法
Raichura et al. Methodologies for the detection of magnetizing inrush and fault condition in power transformer
CN110412400A (zh) Pt断线及pt三相逆序的故障判断方法及故障保护装置
CN112379194B (zh) 一种变压器保护装置二次回路检测方法
Dashti et al. Healthy and faulty mode detection in power distribution networks based on park transformation
CN112415435B (zh) 一种并联电抗器保护装置二次回路的检测方法
CN104362590B (zh) 主变分侧差动保护公共绕组ct传变异常的识别方法
Vázquez et al. A new differential protection algorithm for power reactors based on the second central moment
Zou et al. Improved phase selector for unbalanced faults during power swings using morphological technique
Litvinov et al. Characteristic features of internal and external faults for use in differential protection
Li-jun The research of the sampling method for CT saturation for numerical busbar protection
Ma et al. A novel method for discrimination of internal faults and inrush currents by using waveform singularity factor
Guan et al. Novel power transformer differential protection scheme based on improved short-window algorithm
Yang et al. A microprocessor based bus relay using a current transformer saturation detector
CN115267415B (zh) 一种存量配网单相接地故障判别方法及其终端

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant