CN110808575A - 一种母线保护防止工频磁场干扰的方法 - Google Patents

一种母线保护防止工频磁场干扰的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种母线保护防止工频磁场干扰的方法，所述方法包括如下步骤：采集母线各支路电流数据值；对备用间隔进行工频磁场干扰识别；记录处于工频磁场干扰中的备用间隔序号和备用间隔各相电流大小值，并计算出各相平均干扰电流值；通过各相平均干扰电流值求出工频磁场总干扰值；将采集到的母线各支路电流数据值求和得到原始差流，并利用所述原始差流减去工频磁场总干扰值，得到实际的差流值，用作做保护逻辑计算；消除了负荷电流和故障电流的干扰，并在最后差流计算时补偿掉总的干扰值，准确消除工频磁场干扰对差流的影响，防止因累计工频磁场干扰导致差动保护误动，增加了母线保护的可靠性。

Description

一种母线保护防止工频磁场干扰的方法
技术领域
本发明涉及一种母线保护防止工频磁场干扰的方法，属于电力系统母线保护技术领域。
背景技术
母线差动保护由于其较高的可靠性，快速性，在母线保护中作为主保护广泛使用。母线保护通过电流互感器采集各个支路的电流信息，然后计算母线的差电流，当差流大于定值时并且制动系数满足时，母线差动保护会动作。由于电磁感应的原理，一次设备的负荷电流或故障电流可能在二次回路上感应出与工频的干扰电流，称为工频磁场干扰，由于母线保护支路众多，工频磁场干扰电流累加后形成很大的差流，可能造成差动保护误动。
发明内容
为了解决现有技术问题，本发明提供一种母线保护防止工频磁场干扰的方法，通过计算备用支路的采样突变量和采样值特性，识别工频磁场干扰，并在计算差流时补偿掉工频磁场干扰，防止母线保护误动，提高保护可靠性。
一种母线保护防止工频磁场干扰的方法，所述方法包括如下步骤：
采集母线各支路电流数据值；
对备用间隔进行工频磁场干扰识别；
记录处于工频磁场干扰中的备用间隔序号和备用间隔各相电流大小值，并计算出各相平均干扰电流值；
通过各相平均干扰电流值求出工频磁场总干扰值；
将采集到的母线各支路电流数据值求和得到原始差流，并利用所述原始差流减去工频磁场总干扰值，得到实际的差流值，用作做保护逻辑计算。
优选地，所述工频磁场干扰识别方法包括如下步骤：
当间隔的前一周波无流时，则判定是备用间隔；
若所述备用间隔满足三相电流增量条件和三相电流一致性条件，则判定备用间隔处于工频磁场干扰中。
优选地，所述备用间隔的判断方法包括如下步骤：
若间隔前一周波电流采样4点积分值小于0.04In，则认为满足备用间隔条件，其中In为电流互感器额定二次值。
优选地，所述三相电流增量条件为：
Figure BDA0002263855200000021
所述三相电流一致性条件为：
Figure BDA0002263855200000022
和
Figure BDA0002263855200000023
其中，T为采样周期，n＝1,2,3…为支路的序号，为相别；
Figure BDA0002263855200000025
为支路n相别
Figure BDA0002263855200000026
的前一周期的采样值，
Figure BDA0002263855200000027
为支路n相别
Figure BDA0002263855200000028
的当前的采样值；Iset1为电流增量最小值定值，Iset2为电流增量最大值定值，Iset3为相电流差最大值定值；为支路n的A相电流值，
Figure BDA00022638552000000210
为支路n的B相电流值，
Figure BDA00022638552000000211
为支路n的C相电流值。
优选地，所述干扰电流平均值通过以下公式计算：
其中，kemf为处于工频磁场干扰中的间隔序号，iemf为每个间隔所受到的平均干扰电流值；∑kemf为所有受到工频磁场干扰的备用间隔的数量，
Figure BDA00022638552000000213
为间隔序号kemf的A相电流，
Figure BDA00022638552000000214
间隔序号kemf的B相电流，
Figure BDA00022638552000000215
间隔序号kemf的C相电流。
优选地，所述各相补偿干扰的差流值通过以下公式计算：
Figure BDA00022638552000000216
其中，m为计入差流计算的间隔序号，M为计入差流计算的间隔数量，
Figure BDA00022638552000000217
为补偿后的差流值，为原始计算的差流值，iemf为每个间隔所受到的平均干扰电流值。
优选地，所述工频磁场总干扰值为平均干扰电流值乘以计入差流计算的间隔数量。
优选地，所述干扰电流平均值为记录的所有满足工频干扰判别条件的备用间隔的三相电流之和除以3倍的干扰支路数量。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：在工频磁场识别时，采用备用间隔进行识别和计算平均干扰值，消除了负荷电流和故障电流的干扰，并在最后差流计算时补偿掉总的干扰值，准确消除工频磁场干扰对差流的影响，防止因累计工频磁场干扰导致差动保护误动，增加了母线保护的可靠性。
附图说明
图1为本发明的母线保护防止工频磁场干扰的方法流程图；
图2为本发明应用到母线保护装置上原始带干扰的差流波形图；
图3为本发明应用到母线保护装置工频磁场干扰补偿计算后差流波形图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1-图3所示，公开了一种母线保护防止工频磁场干扰的方法，包括以下步骤：
1)进行数据采集，采集母线上各个支路的电流
Figure BDA0002263855200000031
其中，n＝1,2,3…为支路的序号，为相别；
2)识别备用间隔，依次判断各间隔的采样值，若间隔的前一周波处于无流状态时，则判定为该间隔是备用间隔；
3)对步骤2)中的备用间隔进行工频磁场干扰识别，若间隔满足三相电流增量条件和三相电流一致性条件，则判定为本间隔处于工频磁场干扰中；
4)记录处于工频磁场干扰中的间隔序号kemf，并记录间隔各相电流大小；
5)记录处于工频磁场干扰中的备用间隔序号和备用间隔各相电流大小值，并计算出各相平均干扰电流值iemf；
6)差流计算，在母线各相差流计算中补偿掉总的工频磁场干扰电流，得到实际的差流值，用作做保护逻辑计算。
在本实施例中，步骤(2)中备用间隔识别，进行工频磁场干扰识别按照公式(1)，若间隔前一周波电流采样4点积分值小于0.04In，则认为满足备用间隔条件；
Figure BDA0002263855200000041
其中，T为采样周期，n＝1,2,3…为支路的序号，
Figure BDA0002263855200000042
为相别；
Figure BDA0002263855200000043
为支路n相别
Figure BDA0002263855200000044
的前一周期的采样值，
Figure BDA0002263855200000045
为支路n相别
Figure BDA0002263855200000046
的当前的采样值；Iset1为电流增量最小值定值，Iset2为电流增量最大值定值，Iset3为相电流差最大值定值；为支路n的A相电流值，为支路n的B相电流值，
Figure BDA0002263855200000049
为支路n的C相电流值。
对步骤(2)中识别备用间隔进行工频磁场干扰识别，若间隔同时满足三相电流增量和三相电流一致性条件，则判定为本间隔处于工频磁场干扰中。
其中三相电流增量条件按照公式(2)判断，
Figure BDA00022638552000000410
三相电流一致性条件按照公式(3)判断：
Figure BDA00022638552000000411
为前一周期采样值，
Figure BDA00022638552000000413
分别为n支路A、B、C相的电流采样值，Iset1、Iset2、Iset3为内部定值，Iset1取0.02In，Iset2取0.05In，Iset3取0.02In。。(4)平均干扰电流计算
对步骤(3)中的处理结果进行统计，记录处于工频磁场干扰中的间隔序号kemf，并记录该间隔的各相干扰电流值
Figure BDA00022638552000000414
按照公式(4)计算平均干扰电流值
Figure BDA0002263855200000051
其中，kemf为处于工频磁场干扰中的间隔序号，iemf为每个间隔所受到的平均干扰电流值；∑kemf为所有受到工频磁场干扰的备用间隔的数量，
Figure BDA0002263855200000052
为间隔序号kemf的A相电流，
Figure BDA0002263855200000053
间隔序号kemf的B相电流，
Figure BDA0002263855200000054
间隔序号kemf的C相电流。
步骤(6)中，在原始采样的差流计算中增加工频磁场的干扰补偿，消除工频磁场电流对差流计算干扰，各相补偿差流按照式(5)计算：
其中，
Figure BDA0002263855200000056
为A、B、C各相的补偿干扰后的差流值，m为计入差流计算的间隔序号，M计入差流计算的间隔数量，然后用补偿计算后的差流进行差动保护逻辑判断，若
Figure BDA0002263855200000057
则认为满足差动保护差流条件，其中Iset0差动电流启动定值，
Figure BDA0002263855200000058
为补偿后的差流值，
Figure BDA0002263855200000059
为原始计算的差流值，iemf为每个间隔所受到的平均干扰电流值。
如图2所示，在工频磁场干扰中，保护有效识别出工频磁场干扰，在差流计算中补偿掉干扰电流，得到了真实的差流值，有效防止了保护误动作。
若则认为满足差动保护差流条件，其中Iset0差动电流启动定值。
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 (8)

1.一种母线保护防止工频磁场干扰的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
采集母线各支路电流数据值；
对备用间隔进行工频磁场干扰识别；
记录处于工频磁场干扰中的备用间隔序号和备用间隔各相电流大小值，并计算出各相平均干扰电流值；
通过各相平均干扰电流值求出工频磁场总干扰值；
将采集到的母线各支路电流数据值求和得到原始差流，并利用所述原始差流减去工频磁场总干扰值，得到实际的差流值，用作做保护逻辑计算。
2.根据权利要求1所述的母线保护防止工频磁场干扰的方法，其特征在于，所述工频磁场干扰识别方法包括如下步骤：
当间隔的前一周波无流时，则判定是备用间隔；
若所述备用间隔满足三相电流增量条件和三相电流一致性条件，则判定备用间隔处于工频磁场干扰中。
3.根据权利要求2所述的母线保护防止工频磁场干扰的方法，其特征在于，所述备用间隔的判断方法包括如下步骤：
若间隔前一周波电流采样4点积分值小于0.04In，则认为满足备用间隔条件，其中In为电流互感器额定二次值。
4.根据权利要求2所述的母线保护防止工频磁场干扰的方法，其特征在于，所述三相电流增量条件为：
Figure FDA0002263855190000011
所述三相电流一致性条件为：
和
Figure FDA0002263855190000013
其中，T为采样周期，n＝1,2,3…为支路的序号，
Figure FDA0002263855190000014
为相别；
Figure FDA0002263855190000015
为支路n相别的前一周期的采样值，
Figure FDA0002263855190000017
为支路n相别
Figure FDA0002263855190000018
的当前的采样值；Iset1为电流增量最小值定值，Iset2为电流增量最大值定值，Iset3为相电流差最大值定值；为支路n的A相电流值，为支路n的B相电流值，
Figure FDA0002263855190000023
为支路n的C相电流值。
5.根据权利要求1所述的母线保护防止工频磁场干扰的方法，其特征在于，所述干扰电流平均值通过以下公式计算：
Figure FDA0002263855190000024
其中，kemf为处于工频磁场干扰中的间隔序号，iemf为每个间隔所受到的平均干扰电流值；∑kemf为所有受到工频磁场干扰的备用间隔的数量，
Figure FDA0002263855190000025
为间隔序号kemf的A相电流，
Figure FDA0002263855190000026
间隔序号kemf的B相电流，
Figure FDA0002263855190000027
间隔序号kemf的C相电流。
6.根据权利要求1所述的母线保护防止工频磁场干扰的方法，其特征在于，所述各相补偿干扰的差流值通过以下公式计算：
其中，m为计入差流计算的间隔序号，M为计入差流计算的间隔数量，
Figure FDA0002263855190000029
为补偿后的差流值，
Figure FDA00022638551900000210
为原始计算的差流值，iemf为每个间隔所受到的平均干扰电流值。
7.根据权利要求1所述的母线保护防止工频磁场干扰的方法，其特征在于，所述工频磁场总干扰值为平均干扰电流值乘以计入差流计算的间隔数量。
8.根据权利要求1所述的母线保护防止工频磁场干扰的方法，其特征在于，所述干扰电流平均值为记录的所有满足工频干扰判别条件的备用间隔的三相电流之和除以3倍的干扰支路数量。
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