CN111313369B - 一种转子接地保护直流量抗干扰计算方法 - Google Patents

一种转子接地保护直流量抗干扰计算方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种转子接地保护直流量抗干扰算法，本发明对转子绕组直流电压和泄漏电流等直流量前置低通滤波采样，先获取电子开关切换切换前N个样本直流电压和样本泄露电流，N占低通滤波后总样本S的20％～40％；再对样本直流电压和样本泄露电流进行分组，计算每组样本平均值，计算样本泄露电流平均值的变化率，并对变化率进行排序，选出对应变化率最小的样本泄露电流平均值，找出相同时刻的样本直流电压的平均值；根据所述变化率最小的样本泄漏电流的平均值和相同时刻的直流电压的平均值计算转子接地电阻和接地位置，有效的减少了波动和干扰对直流量计算的影响；增加了直流电压剧烈波动闭锁判别，有效的减少了剧烈波动和干扰对保护逻辑判别的影响。

Description

一种转子接地保护直流量抗干扰计算方法
技术领域
本发明属于电力系统继电保护技术领域，涉及一种转子接地保护直流量抗干扰计算方法。
背景技术
发电机转子回路一点接地故障，是发电机转子绕组绝缘破坏常见的故障形式。当转子绕组发生一点接地故障时，不会构成对发电机的危害；但是，当发电机转子绕组出现不同位置的两点接地故障时，很大的短路电流可能烧伤转子本体；另外，由于部分转子绕组被短路，使气隙磁场不均匀或发生畸变，从而使电磁转矩不均匀并造成发电机振动，损坏发电机，因此发电机需要配置可靠的转子接地保护。目前注入式转子接地保护和乒乓式转子接地保护是现场应用最为广泛的两种转子接地保护方案。
注入式转子接地保护和乒乓式转子接地保护的原理，都是通过一个外部测量回路与转子绕组连接，测量回路通过切换回路中的电子开关，得到两种状态下的测量回路的转子绕组直流电压和泄漏电流，求解两种状态下的电路方程，计算出转子接地电阻和接地位置，使用计算出来的转子接地电阻和接地位置作为保护逻辑的动作量。
用于计算转子接地电阻和接地位置的直流电压和泄漏电流一般使用平均值来减少误差，现场运行时由于转子绕组及其外部励磁回路，对地电容比较大，在电子开关切换时回路发生变化，对地电容发生周期性的充放电过程，产生非周期分量的干扰，同时受励磁系统调节、电磁干扰等影响，使得测量回路的转子绕组直流电压和泄漏电流可能有较大的波动，这些波动使得转子测量回路含有大量的非直流分量。传统的转子接地保护的转子绕组直流电压和泄漏电流的数据窗固定取某一时间段的数据，选取可能是波动比较剧烈的时间段，将对转子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
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种转子接地保护直流量抗干扰计算方法，以解决现有技术中存在的转子接地电阻和接地位置的计算误差较大的问题。
为解决上述计算问题，本发明所采用的技术方案是：
一种转子接地保护直流量抗干扰算法，所述方法包括：
获取转子绕组的样本直流电压和样本泄漏电流
对所述样本直流电压和样本泄漏电流进行分组；
计算每组样本直流电压和样本泄漏电流的平均值；
根据所述样本泄漏电流的平均值计算每组样本泄漏电流平均值的变化率；
对所述变化率进行排序，选取变化率最小的样本泄漏电流的平均值；
根据所述变化率最小的样本泄漏电流的平均值找到相同时刻的样本直流电压的平均值；
根据所述变化率最小的样本泄漏电流的平均值和相同时刻的样本直流电压的平均值计算接地电阻和转子接地位置。
进一步的，所述样本直流电压和样本泄漏电流的选取方法包括：
对转子绕组的直流电压和泄漏电流进行低通滤波；
获取低通滤波后切换开关切换之前的直流电压和泄漏电流；
从低通滤波后的直流电压和泄漏电流中选取样本直流电压和样本泄漏电流。
进一步的，所述样本直流电压和样本泄漏电流占低通滤波后的直流电压和泄漏电流的比例为20％～40％。
进一步的，所述低通滤波的截止频率为4Hz。
进一步的，所述变化率的计算公式如下：
Figure BDA0002410319490000021
其中，
Figure BDA0002410319490000031
为对泄漏电流平均值，x(n)为第n组泄漏电流均值的变化率，Δt为每组样本的时间长度。
进一步的，所述切换开关的切换周期为0.5～10s。
一种转子接地保护直流量抗干扰系统，所述系统包括：
获取模块：用于获取转子绕组的样本直流电压和样本泄漏电流；
分组模块：用于对所述样本直流电压和样本泄漏电流进行分组；
第一计算模块：用于计算每组样本直流电压和样本泄漏电流的平均值；
第二计算模块：用于根据所述样本泄漏电流的平均值计算每组样本泄漏电流平均值的变化率；
第一选取模块；用于对所述变化率进行排序，选取变化率最小的样本泄漏电流的平均值；
第二选取模块：用于根据所述变化率最小的样本泄漏电流的平均值找出相同时刻的样本直流电压的平均值；第三计算模块：用于根据所述变化率最小的样本泄漏电流的平均值和相同时刻的直流电压的平均值计算接地电阻和转子接地位置。
一种转子接地保护直流量抗干扰系统，所述系统包括处理器和存储介质；
所述存储介质用于存储指令；
所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据上述所述方法的步骤。
计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述所述方法的步骤。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
本发明通过选取变化率最小的样本泄漏电流平均值和相同时刻的样本直流电压的平均值，从而避开受励磁系统调节、电磁干扰等影响的暂态数据，得到波动较小和干扰较小的稳态数据，减少了励磁系统调节、电磁干扰等因素对转子绕组直流电压和泄漏电流的平均值计算的影响，提高了转子接地电阻和转子接地位置计算的准确度。
附图说明
图1为选取切换开关切换之前的采样点示意图；
图2为本发明的流程图；
图3为转子接地保护电路图。
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，不能以此来限制本发明的保护范围。
一种转子接地保护直流量抗干扰算法，所述方法包括：
获取转子绕组的样本直流电压和样本泄漏电流
对所述样本直流电压和样本泄漏电流进行分组；
计算每组样本直流电压和样本泄漏电流的平均值；
根据所述样本泄漏电流的平均值计算每组样本泄漏电流平均值的变化率；
对所述变化率进行排序，选取变化率最小的样本泄漏电流的平均值；
根据所述变化率最小的样本泄漏电流的平均值和相同时刻的直流电压的平均值计算接地电阻和转子接地位置。
所述样本直流电压和样本泄漏电流的选取方法包括：
对转子绕组的直流电压和泄漏电流进行低通滤波；
获取低通滤波至切换开关切换之前的直流电压和泄漏电流；
从低通滤波后的直流电压和泄漏电流中选取样本直流电压和样本泄漏电流。
所述样本直流电压和样本泄漏电流占低通滤波后的直流电压和泄漏电流的比例为20％～40％。
如图1、图2、图3所示，一种转子接地保护直流量抗干扰计算方法，具体包括以下步骤：
步骤一：保护装置硬件对直流电压和泄漏电流采样通道前置低通滤波，滤除交流量和高次谐波量；保护装置电子切换开关SW完成一次闭合和断开的切换，采样通道前置低通滤波，截止频率为4Hz，得到每种状态下的测量回路的转子绕组直流电压和泄漏电流的S个采样点，电子切换开关SW的切换周期T可调整，T在0.5～10s范围内取值；
步骤二：为避开转子绕组对地电容充放电过程，取电子切换开关SW变位前N个采样点，N取值为(0.2～0.4)*S；N值能随着总采样点数S变化而变化，能有效地避开转子绕组对地电容充放电非周期分量的影响，同时保证计算精度。
步骤三：将直流电压和泄漏电流的N个采样点顺序分成k组，每组L个采样点，满足N＝k*L；
步骤四：计算每组L个采样点的平均值
Figure BDA0002410319490000051
和
Figure BDA0002410319490000052
得到k个平均值，分别存储在数组
Figure BDA0002410319490000053
和
Figure BDA0002410319490000054
中，计算公式如下
Figure BDA0002410319490000055
其中m∈[1,L],n∈[1,k],m、n为整数。
步骤五：对泄漏电流平均值的数组
Figure BDA0002410319490000056
成员，计算均值的变化率x(n)，遍历所有的值,计算公式如下，其中n∈[1,k]；
Figure BDA0002410319490000057
步骤六：对变化率x(n)进行大到小顺序排序，选取x(n)最小的值作为受波动和干扰影响较小的泄漏电流平均值
Figure BDA0002410319490000058
记下数组下标n。
步骤七：依据上一步得到的数组下标n值，得到与泄漏电流平均值
Figure BDA0002410319490000059
相同时刻的直流电压平均值
Figure BDA00024103194900000510
步骤八：根据前述得到的变化率最小的泄露电流平均值
Figure BDA0002410319490000061
和相同时刻的直流电压
Figure BDA0002410319490000062
用于计算转子接地电阻和转子接地位置，使用计算出来的转子接地电阻和接地位置作为保护逻辑的动作量。
依据直流电压平均值
Figure BDA0002410319490000063
和泄漏电流平均值
Figure BDA0002410319490000064
求解电子切换开关分合两种状态下的电路方程，计算出转子接地电阻和接地位置。
进行直流电压波动闭锁判断，取k组直流电压采样点的第1组和第j组的均值
Figure BDA0002410319490000065
和
Figure BDA0002410319490000066
作比较，当
Figure BDA0002410319490000067
其中urset为波动闭锁门槛定值，j∈[k/2,k]，判定此刻波动剧烈干扰，闭锁转子接地保护逻辑判断，延时t时间返回，t∈[3T,10T]，其中T为电子切换开关SW的切换周期。
当整个转子绕组直流电压和泄漏电流的数据窗都在波动比较剧烈的时间段，则判断转子绕组直流电压波动过大，闭锁转子接点保护的逻辑判断，延时t时间返回，t∈[3T,10T]，其中T为电子切换开关SW的切换周期。判定转子绕组直流电压波动过大的判据如下：
Figure BDA0002410319490000068
其中
Figure BDA0002410319490000069
和
Figure BDA00024103194900000610
为排序前直流电压平均值数组
Figure BDA00024103194900000611
的第一个值和最后一个值，urset为波动闭锁门槛定值，k1∈[0.02,0.1]，k1为实数，urL为直流电压波动闭锁固定门槛，为实数，urL∈[3,10]。
一种转子接地保护直流量抗干扰系统，所述系统包括：
获取模块：用于获取转子绕组的样本直流电压和样本泄漏电流；
分组模块：用于对所述样本直流电压和样本泄漏电流进行分组；
第一计算模块：用于计算每组样本直流电压和样本泄漏电流的平均值；
第二计算模块：用于根据所述样本泄漏电流的平均值计算每组样本泄漏电流平均值的变化率；
第一选取模块；用于对所述变化率进行排序，选取变化率最小的样本泄漏电流的平均值；
第二选取模块：用于根据所述变化率最小的样本泄漏电流的平均值找出相同时刻的样本直流电压的平均值；
第三计算模块：用于根据所述变化率最小的样本泄漏电流的平均值和相同时刻的直流电压的平均值计算接地电阻和转子接地位置。
一种转子接地保护直流量抗干扰系统，所述系统包括处理器和存储介质；
所述存储介质用于存储指令；
所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据上述所述方法的步骤。
计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述所述方法的步骤。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。

Claims (9)

1.一种转子接地保护直流量抗干扰计算方法，其特征在于，所述方法包括：
获取转子绕组的样本直流电压和样本泄漏电流；
对所述样本直流电压和样本泄漏电流进行分组；
计算每组样本直流电压和样本泄漏电流的平均值；
根据所述样本泄漏电流的平均值计算每组样本泄漏电流平均值的变化率；
对所述变化率进行排序，选取变化率最小的样本泄漏电流的平均值；
根据所述变化率最小的样本泄漏电流的平均值和相同时刻的直流电压的平均值计算接地电阻和转子接地位置。
2.根据权利要求1所述的一种转子接地保护直流量抗干扰计算方法，其特征在于，样本直流电压和样本泄漏电流的选取方法包括：
对转子绕组的直流电压和泄漏电流进行低通滤波；
获取低通滤波后切换开关切换之前的直流电压和泄漏电流；
从低通滤波后的直流电压和泄漏电流中选取样本直流电压和样本泄漏电流。
3.根据权利要求2所述的一种转子接地保护直流量抗干扰计算方法，其特征在于，所述样本直流电压和样本泄漏电流占低通滤波后的直流电压和泄漏电流的比例为20％～40％。
4.根据权利要求2所述的一种转子接地保护直流量抗干扰计算方法，其特征在于，所述低通滤波的截止频率为4Hz。
5.根据权利要求1所述的一种转子接地保护直流量抗干扰计算方法，其特征在于，所述变化率的计算公式如下：
Figure FDA0003358551390000011
其中，
Figure FDA0003358551390000012
为对泄漏电流平均值，x(n)为第n组泄漏电流均值的变化率，Δt为每组样本的时间长度。
6.根据权利要求2所述的一种转子接地保护直流量抗干扰计算方法，其特征在于，所述切换开关的切换周期为0.5～10s。
7.一种转子接地保护直流量抗干扰系统，其特征在于，所述系统包括：
第一获取模块：用于获取转子绕组的样本直流电压和样本泄漏电流；
分组模块：用于对所述样本直流电压和样本泄漏电流进行分组；
第一计算模块：用于计算每组样本直流电压和样本泄漏电流的平均值；
第二计算模块：用于根据所述样本泄漏电流的平均值计算每组样本泄漏电流平均值的变化率；
第二选取模块：用于对所述变化率进行排序，选取变化率最小的样本泄漏电流的平均值；
第三计算模块：用于根据所述变化率最小的样本泄漏电流的平均值和相同时刻的样本直流电压的平均值计算接地电阻和转子接地位置。
8.一种转子接地保护直流量抗干扰系统，其特征在于，所述系统包括处理器和存储介质；
所述存储介质用于存储指令；
所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据权利要求1-6任一项所述方法的步骤。
9.计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1-6任一项所述方法的步骤。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111952934B (zh) * 2020-07-24 2023-03-21 南京国电南自电网自动化有限公司 适用于直流注入式转子接地保护测量回路的强励保护电路

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0508171A1 (de) * 1991-04-11 1992-10-14 Siemens Aktiengesellschaft Getaktete Leistungsendstufe für induktive Verbraucher
CN109613389A (zh) * 2018-12-12 2019-04-12 润电能源科学技术有限公司 一种转子绕组接地故障检测方法及装置
CN110249520A (zh) * 2017-08-29 2019-09-17 富士电机株式会社 检测装置、控制装置及逆变器装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2530801A1 (en) * 2011-05-31 2012-12-05 ABB Schweiz AG Ground fault protection

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0508171A1 (de) * 1991-04-11 1992-10-14 Siemens Aktiengesellschaft Getaktete Leistungsendstufe für induktive Verbraucher
CN110249520A (zh) * 2017-08-29 2019-09-17 富士电机株式会社 检测装置、控制装置及逆变器装置
CN109613389A (zh) * 2018-12-12 2019-04-12 润电能源科学技术有限公司 一种转子绕组接地故障检测方法及装置

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