CN113517676A - 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 - Google Patents

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 Download PDF

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Abstract

本发明公开了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，包括：定义差流变量、和流变量；将当前三相差流值、三相和流值分别进行比较，得到最大差流值、最小差流值、最大和流值及最小和流值；根据上述计算结果及保护装置的差动保护启动电流定值和额定电流值识别系统是否发生轻微故障并有故障相和非故障相，若发生上述情况则依据比率差动误差限值特性及最小差流消除门槛值特性确定抗干扰或负荷影响判断条件，符合判断条件则将最小差流值、最小和流值赋值给当前差流变量、和流变量，作为干扰值或负荷对三相差流、三相和流进行抗干扰或负荷修正。本发明实现了在轻微故障、小定值情景下有效防止工频磁场干扰母线差动保护。

Description

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
技术领域
本发明涉及电力系统继电保护技术领域，具体涉及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。
背景技术
保证微机型继电保护装置(以下简称装置)需能承受EMC标准规定抗扰度和发射的最高要求，满足高可靠性技术要求。母线保护装置具有几十路的电流输入量，在标准最严酷等级工频磁场干扰试验中需满足连续磁场场强100A/m、短时磁场场强1000A/m干扰下不发生任何误动、拒动或异常，确保装置在电力设备现场强电磁环境下能够正常工作，担负起电力系统继电保护任务。整定在定值下限且轻微故障水平时，工频磁场干扰在每一路电流量产生的虚假电流值会导致母线保护误动、拒动或异常，目前还缺少基于硬件基础上的有效软件防护方法防止此种情况的出现。
发明内容
本发明提出了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，其目的是：提高轻微故障情景下多输入激励量母线差动保护装置的抗干扰性，防止工频磁场干扰导致母线差动保护拒动或误动。
本发明技术方案如下：
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，包括如下步骤：
S1：保护装置软件中定义差流变量、和流变量；
S2：将保护装置当前的三相差流值、三相和流值分别进行比较，得到最大差流值、最小差流值、最大和流值及最小和流值；
S3：根据步骤S2的计算结果及保护装置的差动保护启动电流定值和额定电流值，识别系统是否发生轻微故障并有故障相和非故障相，若发生上述情况，则执行步骤S4；
S4：依据比率差动误差限值特性及最小差流消除门槛值特性确定消除工频磁场干扰或负荷电流影响的判断条件，若符合判断条件则将步骤S2计算得到的最小差流值、最小和流值赋值给当前差流变量、和流变量；
S5：将差流变量、和流变量作为干扰值或负荷，对三相差流、三相和流进行工频磁场干扰或负荷电流影响的修正，保证母线差动保护的正确动作行为。
作为本方法的进一步改进，步骤S3所述识别系统是否发生轻微故障并有故障相和非故障相的方法为：当最大差流值大于差动保护启动电流定值、最小差流值小于差动保护启动电流定值且最大和流值小于N倍额定电流值时，判定系统发生轻微故障并有故障相和非故障相。
作为本方法的进一步改进，N的取值范围为1～7。
作为本方法的进一步改进，步骤S4所述判断条件为：
Figure BDA0003051196700000021
其中dwIdmin为最小差流值，dwIrmin为最小和流值，k为误差限值特性斜率，m为最小差流消除门槛值百分比系数。
作为本方法的进一步改进，误差限值特性斜率k的取值范围为0.10～0.30。
作为本方法的进一步改进，最小差流消除门槛值百分比系数m的取值范围为5～30。
作为本方法的进一步改进，若未发生步骤S3所述故障情况，则视为正常状态，赋值差流变量、和流变量均为0。
作为本方法的进一步改进，若不符合步骤S4所述判断条件，则视为正常状态，赋值差流变量、和流变量均为0。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
(1)通过将比率差动误差限值特性、最小差流消除门槛值及轻微故障特征判据相结合，利用故障相与非故障相的差异，实现了在轻微故障、小定值情景下有效防止工频磁场干扰母线差动保护；
(2)本方法实时、高效、简单、准确、实用，在不增加计算量的情况下，选取需要的基本计算电量值，即可提供判断识别所需的电量值，充分利用了保护装置既有的数据计算资源，巧妙地实现了防止工频磁场干扰母线保护的设计目标。
附图说明
图1为本发明的流程图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的技术方案：
如图1，一种轻微故障情景防止工频磁场干扰母线差动保护的方法，包括如下步骤：
S1：在保护装置应用软件中创建定义循环计数临时变量和指向“差流”、“和流”计算量地址的临时指针变量，并给指针变量赋初值，并分别定义以下临时变量：最大差流值、最小差流值、最大和流值、最小和流值、差流变量、和流变量，并给这些变量赋初值均为0。
S2：保护装置应用软件中应用循环计数临时变量和指向“差流”、“和流”计算量地址的临时指针变量，将保护装置当前的三相差流值、三相和流值分别进行比较，得到最大差流值、最小差流值、最大和流值及最小和流值，赋值对应的临时变量。所述最大差流值、最小差流值、最大和流值和最小和流值是指：正在进行识别判断的母线差动保护的大差或小差的对应三相计算量值。
所述三相差流值和三相和流值为保护装置采用傅氏算法计算得出，计算公式如下(全周算法为例)：
Figure BDA0003051196700000041
Figure BDA0003051196700000042
式中：
N—工频周期采样点数；
n—n次倍频分量，n＝1，2，3，…；
x(k)—周期函数激励量x(t)在tk时刻的采样值。
S3：当最大差流值大于差动保护启动电流定值、最小差流值小于差动保护启动电流定值且最大和流值小于N倍额定电流值时(N的取值范围为1～7，典型值为3)，判定系统发生轻微故障并有故障相和非故障相，保护装置软件中置临时标志字为55，转至步骤S4；若未发生上述故障情况，则置临时标志字为0，视为正常状态，赋值差流变量、和流变量均为0。
S4：依据比率差动误差限值特性及最小差流消除门槛值特性确定消除工频磁场干扰或负荷电流影响的判断条件：
Figure BDA0003051196700000051
其中dwIdmin为最小差流值，dwIrmin为最小和流值，k为误差限值特性斜率，取值范围为0.10～0.30，典型值为0.20；m为最小差流消除门槛值百分比系数，取值范围为5～30，典型值为15。
若符合上述判断条件，则将步骤S2计算得到的最小差流值、最小和流值赋值给当前差流变量、和流变量；不符合上述判断条件时，视为正常状态，赋值差流变量、和流变量均为0。
S5：将差流变量、和流变量作为干扰值或负荷，对母线差动保护的大差、小差情景进行三相差流、三相和流的抗干扰或负荷影响的修正，增强保护可靠性和灵敏性，防止母线差动保护在这种情景可能的拒动或误动。修正方法如下：
大差的三相差流、和流的修正方法：
差流变量＝min(大差A相差流，大差B相差流，大差C相差流)；
修正后大差A相差流＝大差A相差流-差流变量；
修正后大差B相差流＝大差B相差流-差流变量；
修正后大差C相差流＝大差C相差流-差流变量。
某段母线小差的三相差流、和流的修正方法：
差流变量＝min(小差A相差流，小差B相差流，小差C相差流)；
修正后小差A相差流＝小差A相差流-差流变量；
修正后小差B相差流＝小差B相差流-差流变量；
修正后小差C相差流＝小差C相差流-差流变量。
本方法应用于母线保护装置，经历严格的行业资质检测和国网专业检测，在系统轻微故障、定值下限的情景下，能够有效避免工频磁场干扰或负荷电流影响导致母线差动保护可能发生的误动、拒动或异常，在技术与经济方面都有显著意义。

Claims (8)

1.一种轻微故障情景防止工频磁场干扰母线差动保护的方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1：保护装置软件中定义差流变量、和流变量；
S2：将保护装置当前的三相差流值、三相和流值分别进行比较，得到最大差流值、最小差流值、最大和流值及最小和流值；
S3：根据步骤S2的计算结果及保护装置的差动保护启动电流定值和额定电流值，识别系统是否发生轻微故障并有故障相和非故障相，若发生上述情况，则执行步骤S4；
S4：依据比率差动误差限值特性及最小差流消除门槛值特性确定消除工频磁场干扰或负荷电流影响的判断条件，若符合判断条件则将步骤S2计算得到的最小差流值、最小和流值赋值给当前差流变量、和流变量；
S5：将差流变量、和流变量作为干扰值或负荷，对三相差流、三相和流进行工频磁场干扰或负荷电流影响的修正，保证母线差动保护的正确动作行为。
2.如权利要求1所述的轻微故障情景防止工频磁场干扰母线差动保护的方法，其特征在于：步骤S3所述识别系统是否发生轻微故障并有故障相和非故障相的方法为：当最大差流值大于差动保护启动电流定值、最小差流值小于差动保护启动电流定值且最大和流值小于N倍额定电流值时，判定系统发生轻微故障并有故障相和非故障相。
3.如权利要求2所述的轻微故障情景防止工频磁场干扰母线差动保护的方法，其特征在于：N的取值范围为1～7。
4.如权利要求1所述的轻微故障情景防止工频磁场干扰母线差动保护的方法，其特征在于：步骤S4所述判断条件为：
Figure FDA0003051196690000021
其中dwIdmin为最小差流值，dwIrmin为最小和流值，k为误差限值特性斜率，m为最小差流消除门槛值百分比系数。
5.如权利要求4所述的轻微故障情景防止工频磁场干扰母线差动保护的方法，其特征在于：误差限值特性斜率k的取值范围为0.10～0.30。
6.如权利要求4所述的轻微故障情景防止工频磁场干扰母线差动保护的方法，其特征在于：最小差流消除门槛值百分比系数m的取值范围为5～30。
7.如权利要求1至6任一所述的轻微故障情景防止工频磁场干扰母线差动保护的方法，其特征在于：若未发生步骤S3所述故障情况，则视为正常状态，赋值差流变量、和流变量均为0。
8.如权利要求1至6任一所述的轻微故障情景防止工频磁场干扰母线差动保护的方法，其特征在于：若不符合步骤S4所述判断条件，则视为正常状态，赋值差流变量、和流变量均为0。
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