CN113258531B - 一种基于浮动门槛的解决异常大数引起保护误动的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于浮动门槛的解决异常大数引起保护误动的方法，计算电流采样值的变化量，对所得的变化值计算浮动门槛，然后将电流变化值与加了浮动门槛的启动定值比较，若大于此值且满足一定点数则为认为有异常大数，保护满足动作条件后将采用大于算法要求的长延时以避免误动，否则在保护满足动作条件后可以采取短延时以快速切除故障。本发明方法能很好地区分连续异常大数和故障，并且该方法数据窗短，不会牺牲故障时的动作速度，解决了困扰电力系统业界关于连续异常大数引起保护误动或使故障动作速度减慢的问题。当保护条件满足后采用可变延时，可以不影响正常的保护动作，即使在故障中有异常大数也能正确动作。

Description

一种基于浮动门槛的解决异常大数引起保护误动的方法
技术领域
本发明属于电力系统技术领域，涉及一种基于浮动门槛的解决异常大数引起保护误动的方法。
背景技术
在受到雷击或其他干扰时电力系统电气信号会产生异常大数，这将引起保护装置的误动，而在短数据窗下较难区分电气量的异常采样值和故障时的正常采样值。目前有些针对采样值异常点数据的判断，但均有缺陷：
1）例如带延时３点连续有效判别法，可仅适用于如图4（a）所示的有限间断点的采样值的有效性，但对于图4（b）或图4（c）中所示有多个间断点的场合并不适用；或者数据窗要求较长，实时性差，无法应用于快速保护；
2）也有采用前后值比较的差分算法，但在多个间断点的情况下，也同样分辨不出来。
保护条件满足后采用可变延时，可以不影响正常的保护动作，即使在故障中有异常大数也能正确动作。
发明内容
为解决上述问题，本发明不仅提出了实时性高、适用于多个间断点的基于浮动门槛判别异常大数的方法，还提出了针对异常大数保护动作条件的处理方法。针对电力系统受到干扰后产生异常大数对保护动作行为的影响，本发明采用门槛值来区分异常大数与正常故障。如果采用固定门槛，则难以量化门槛值，因此本方采用能自适应调整的浮动门槛，根据电流变化量来判断异常大数，根据是否有异常保护采用可变延时的方式。
为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于浮动门槛的解决异常大数引起保护误动的方法，包括如下步骤：
步骤1，正常情况下装置一直保存一定数据窗宽度和一定采样频率的电流采样值。
步骤2，计算电流采样值的变化量
Figure 883267DEST_PATH_IMAGE001
；
步骤3，根据电流采样值的变化量计算浮动门槛，即
Figure 684257DEST_PATH_IMAGE002
；式中n为当前点，T为浮动门槛值，Δi为电流采样值的变化值，an为前一门槛值的增益系数，bn为当前电流变化量的增益系数；
步骤4，将电流采样值的变化量与加了浮动门槛的电流定值比较，判断是否有异常大数；
步骤5，如果判为有异常大数，则保护动作条件满足后采用大于或等于一个周波的长延时，否则采用小于一个周波的短延时。
进一步的，所述步骤2中电流采样值的变化量通过下式计算：
Figure 116506DEST_PATH_IMAGE003
式中，n为当前点，N为采样周期，i为电流值，Δi为电流采样值的变化值。
进一步的，所述步骤3中，当T(n-1)远大于Δi(n)时，an在an-1的基础上减小，bn 在bn-1的基础上增大；反之，当T(n-1)小于Δi(n)时，an在an-1的基础上增大，bn在bn-1的基础上减小。
进一步的，an 、bn与上一时刻变化的值分别由T(n-1)、Δi(n)与前一时刻变化值的比例而定。
进一步的，所述步骤4中，比较时将Δi(n)与Iset+T(n) 的正向和负向的比较，其中Iset为变化量电流定值。
与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：
本发明以电流变化量与自适应调整判别异常大数的门槛，能很好地区分连续异常大数和故障，并且该方法数据窗短，不会牺牲故障时的动作速度，解决了困扰电力系统业界关于连续异常大数引起保护误动或使故障动作速度减慢的问题。当保护条件满足后采用可变延时，可以不影响正常的保护动作，即使在故障中有异常大数也能正确动作。本发明采用的实时采样值变化量是当前点减去前一周期的采样值形成的，不受负荷电流的影响。
附图说明
图1为本发明提供的基于浮动门槛的解决异常大数引起保护误动的方法流程图。
图2为采用浮动门槛的电流判别异常大数判别逻辑。
图3为浮动门槛计算流程。
图4为电流异常大数示意图，其中（a）为一周波内有一个异常大数，（b）为一周波内有两个异向的异常大数，（c）为一周波内有两个同向的异常大数。
具体实施方式
以下将结合具体实施例对本发明提供的技术方案进行详细说明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
本发明提供的基于浮动门槛的解决异常大数引起保护误动的方法，其流程如图1所示，包括如下步骤：
步骤1，正常情况下装置一直保存一定数据窗宽度和一定采样频率的电流采样值。本步骤中采取的是未经任何处理的原始实时采样值
步骤2，并计算电流采样值的变化量,即
Figure 757441DEST_PATH_IMAGE004
。式中n为当前点，N为采样周期，i为电流值，Δi为电流采样值的变化值。本步骤中实时的采样值变化量是当前点减去前一周期的采样值形成的，此种方法不受负荷电流的影响。
步骤3，根据电流采样值的变化量计算浮动门槛，即
Figure 97287DEST_PATH_IMAGE002
。式中n为当前点，T为浮动门槛值，Δi为电流采样值的变化值，an为前一门槛值的增益系数，bn为当前电流变化量的增益系数。an与bn的选取与浮动策略有关，当T(n-1)远大于Δi(n)时，an会取的比较小，bn会取的比较大；反之，当T(n-1)小于Δi(n)时，an会取的比较大，bn会取的比较小。如图3所示。具体的，当T(n-1)远大于Δi(n)时，an可以在an-1的基础上减小，bn 可以在bn-1的基础上增大；反之，当T(n-1)小于Δi(n)时，an可以在an-1的基础上增大，bn可以在bn-1的基础上减小。an 、bn与上一时刻变化的值分别由T(n-1)、Δi(n)与前一时刻变化值的比例而定。本步骤中，电流的判别门槛是动态调整的。电力系统故障电流的变化也是有一定大的变化的，通过浮动门槛能够有效区分故障和异常大数。
步骤4，将电流采样值的变化量与加了浮动门槛的电流定值比较，判断是否有异常大数；即Δi(n)与Iset+T(n) 的正向和负向的比较，其中Iset为变化量电流定值。其比较逻辑如图2所示，判断Δi(n)是否大于Iset+T(n) 的正值或是小于Iset+T(n) 的负值，当满足其一且满足一定点数（满足条件的采样点数量足够）则判断存在异常大数。确定异常大数所需要的点数，只需2点，可以满足电力系统保护实时性的要求。
步骤5，当保护动作元件满足条件后，根据上一过程判断的结果采用不同的延时。即当有异常大数时采用大于或等于一个周波的长延时，动作条件延时25ms，以避免误动，当无异常大数时采用小于一个周波的短延时，动作条件延时5ms，以快速切除故障。针对有异常大数的故障和无异常大数的故障，采用的延时标准是不一样的。
本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。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，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种基于浮动门槛的解决异常大数引起保护误动的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，正常情况下装置一直保存一定数据窗宽度和一定采样频率的电流采样值；
步骤2，计算电流采样值的变化量
Figure DEST_PATH_IMAGE002
；
步骤3，根据电流采样值的变化量计算浮动门槛，即
Figure DEST_PATH_IMAGE004
；式中n为当前点，T为浮动门槛值，Δi为电流采样值的变化值，an为前一门槛值的增益系数，bn为当前电流变化量的增益系数；
步骤4，将电流采样值的变化量与加了浮动门槛的电流定值比较，即比较时将Δi(n)与Iset+T(n) 的正向和负向的比较，判断是否有异常大数，其中Iset为变化量电流定值；
步骤5，如果判为有异常大数，则保护动作条件满足后采用大于一个周波的长延时，否则采用短延时。
2.根据权利要求1所述的基于浮动门槛的解决异常大数引起保护误动的方法，其特征在于：所述步骤2中电流采样值的变化量通过下式计算：
Figure DEST_PATH_IMAGE006
式中，n为当前点，N为采样周期，i为电流值，Δi为电流采样值的变化值。
3.根据权利要求1所述的基于浮动门槛的解决异常大数引起保护误动的方法，其特征在于，所述步骤3中，当T(n-1)远大于Δi(n)时，an在an-1的基础上减小，bn在bn-1的基础上增大；反之，当T(n-1)小于Δi(n)时，an在an-1的基础上增大，bn在bn-1的基础上减小；an 、bn与上一时刻变化的值分别由T(n-1)、Δi(n)与前一时刻变化值的比例而定。
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