一種用于快速相量保護(hù)的采樣值異常閉鎖方法及快速相量保護(hù)裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于快速相量保護(hù)的采樣值異常閉鎖方法。該方法先對(duì)所輸入的電氣量進(jìn)行等間隔采樣，獲取采樣值序列。本發(fā)明在利用相量保護(hù)判斷是否有故障的同時(shí)，還根據(jù)采樣值序列，采用全周傅里葉算法計(jì)算輸入電氣量的三個(gè)有效值結(jié)果，以此判斷采樣值序列是否有異常；若判定為有故障且采樣值正常，則開(kāi)放快速保護(hù)動(dòng)作出口；若采樣值異常則閉鎖保護(hù)動(dòng)作出口。本發(fā)明判據(jù)無(wú)需整定，動(dòng)作閾值自適應(yīng)，可有效避免單純依靠采樣值序列突變特征的方法在采樣值異常與真正故障之間的誤判問(wèn)題；判別準(zhǔn)確度和可靠性高，實(shí)時(shí)性較好。
【專利說(shuō)明】-種用于快速相量保護(hù)的采樣值異常閉鎖方法及快速相量 保護(hù)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)繼電保護(hù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種用于快速相量保護(hù)的采樣值異 常閉鎖方法及應(yīng)用該方法的快速相量保護(hù)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理利用數(shù)字化手段實(shí)現(xiàn)時(shí)，可W采用兩種方式：一種是直接 利用瞬時(shí)值，也就是采樣值，進(jìn)行邏輯判斷，W確定保護(hù)裝置是否應(yīng)該動(dòng)作，稱為采樣值形 式的數(shù)字化保護(hù)或采樣值保護(hù)；另一種方式是首先利用采樣值提取出電流、電壓相量，也就 是有效值和相位，然后再與預(yù)設(shè)的整定值進(jìn)行比較，W確定故障是否位于保護(hù)區(qū)內(nèi)，稱為相 量形式的數(shù)字化保護(hù)或相量保護(hù)。
[0003] 數(shù)字化保護(hù)需要利用模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換技術(shù)，將連續(xù)變化的電壓、電流模擬量進(jìn)行 采樣、量化，也就是數(shù)字化。在模擬量采集、模擬量數(shù)字化和采樣值傳輸?shù)拿恳粋€(gè)環(huán)節(jié)都可 能由于硬件故障、電磁干擾等原因造成數(shù)字化保護(hù)接收到的采樣值出現(xiàn)異常。采樣值保護(hù) 一般采取連續(xù)多次比較，動(dòng)作邏輯達(dá)到一定次數(shù)后保護(hù)才出口的方法，因此受個(gè)別采樣值 異常的影響相對(duì)較小。而相量保護(hù)采用固定數(shù)據(jù)窗長(zhǎng)提取相量的有效值和相位，采樣值異 常將一直影響整個(gè)數(shù)據(jù)窗內(nèi)的相量保護(hù)動(dòng)作行為，直到異常采樣值不再包含在數(shù)據(jù)窗內(nèi)為 止。而快速相量保護(hù)要求動(dòng)作速度快，也無(wú)法采用延時(shí)的方法躲過(guò)采樣值異常的影響，因此 快速相量保護(hù)必須采取更有效措施，應(yīng)對(duì)采樣值異常的影響，防止保護(hù)誤動(dòng)。
[0004] 目前用于數(shù)字化保護(hù)的采樣值異常識(shí)別和閉鎖技術(shù)主要采用基于采樣值序列突 變特征的通用方法，識(shí)別原理為正常時(shí)采樣值序列相鄰采樣點(diǎn)之間的突變量會(huì)嚴(yán)格處于某 一區(qū)間內(nèi)；而發(fā)生采樣值異常時(shí)，相鄰采樣點(diǎn)之間的突變量會(huì)超過(guò)該合理區(qū)間。該一類方法 包括雙A/D冗余比較法，小波變換突變點(diǎn)檢測(cè)法，立階樣條插值比較法，采樣值與幅值比較 法，采樣序列差分值越限法及電氣量波形連續(xù)可導(dǎo)法等。
[0005] 然而該類基于采樣值序列的識(shí)別方法由于其研究的出發(fā)點(diǎn)為通用方法，并不針對(duì) 某一類數(shù)字化保護(hù)應(yīng)用，因此存在闊值整定難W精確化，計(jì)算量大，數(shù)據(jù)窗較長(zhǎng)等缺陷，而 且僅能檢測(cè)出特征明顯的異常情況，甚至出現(xiàn)難W區(qū)分采樣值異常與真正發(fā)生嚴(yán)重故障的 情況。特別是目前沒(méi)有針對(duì)快速相量保護(hù)的采樣值異常識(shí)別和閉鎖方法，難W提高采樣值 異常時(shí)的快速相量保護(hù)的動(dòng)作可靠性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種用于快速相量保護(hù)的采樣值異常閉鎖方法。 該方法W相量保護(hù)廣泛采用的全周傅里葉算法為基礎(chǔ)，對(duì)相同數(shù)據(jù)窗內(nèi)的采樣值序列，計(jì) 算得到=個(gè)不同的全周傅里葉結(jié)果，比較計(jì)算結(jié)果間的差異大小，從而判斷采樣值是否存 在異常，并作為快速相量保護(hù)動(dòng)作出口的閉鎖條件。
[0007] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下： 一種用于快速相量保護(hù)的采樣值異常閉鎖方法，先在一個(gè)基波周期T內(nèi)對(duì)所輸入的電 氣量進(jìn)行N次等間隔采樣，得到采樣值序列b(0 1,3, 2, ，對(duì)采樣值序列進(jìn)行運(yùn)算，計(jì) 算出輸入電氣量的有效值X，并與預(yù)定的保護(hù)定值尤W進(jìn)行比較判斷是否有故障；還根據(jù) 采樣值序列，采用全周傅里葉算法計(jì)算輸入電氣量的有效值，根據(jù)=個(gè)有效值計(jì)算結(jié)果判 斷采樣值序列是否有異常；若判定為有故障且采樣值正常，則開(kāi)放快速保護(hù)動(dòng)作出口；若 采樣值異常則閉鎖保護(hù)動(dòng)作出口。對(duì)于反映電流量的相量保護(hù)，輸入電氣量為電流量；對(duì)于 反映電壓量的相量保護(hù)，輸入電氣量為電壓量。
[000引通常的相量保護(hù)是將輸入電氣量的有效值X與保護(hù)定值心化較，根據(jù)比較結(jié)果 判斷是否有故障，一旦判定為有故障即進(jìn)行跳閩動(dòng)作，但采樣值異常也會(huì)導(dǎo)致有效值不符 合保護(hù)定值的限定，因此可能會(huì)導(dǎo)致誤判，實(shí)際并無(wú)故障。為防止因采樣值異常導(dǎo)致的誤動(dòng) 作，本發(fā)明在相量保護(hù)的同時(shí)，還對(duì)采樣值異常進(jìn)行識(shí)別判斷，相量保護(hù)判斷為有故障時(shí)， 只有在采樣值正常的情況下，才認(rèn)定為是真正故障，才開(kāi)放快速相量保護(hù)動(dòng)作出口，允許保 護(hù)動(dòng)作；一旦發(fā)現(xiàn)采樣值異常，不管相量保護(hù)的判斷結(jié)果如何，直接閉鎖保護(hù)動(dòng)作出口，不 允許任何保護(hù)動(dòng)作。該樣可充分避免因采樣值異常導(dǎo)致的保護(hù)誤動(dòng)作。對(duì)于有效值的計(jì) 算，常見(jiàn)的方法有均方根算法、半周積分算法、全周傅里葉算法和半周傅里葉算法等。保護(hù) 定值尤W的具體整定方法可依據(jù)現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的方法進(jìn)行計(jì)算，例如對(duì)于線路 的過(guò)電流保護(hù)，保護(hù)定值尤W應(yīng)能反應(yīng)被保護(hù)線路末端發(fā)生故障時(shí)出現(xiàn)的最小短路電流。
[0009] 采樣值異常識(shí)別的具體步驟為： (1)根據(jù)采樣值序列U(0 1,4, 2,...,；，采用全周傅里葉算法計(jì)算輸入電氣量的有效 值，根據(jù)使用的采樣值不同，得到=個(gè)有效值計(jì)算結(jié)果而1。^也《、屯W。，計(jì)算公式為：

【權(quán)利要求】
1. 一種用于快速相量保護(hù)的采樣值異常閉鎖方法，先在一個(gè)基波周期T內(nèi)對(duì)所輸入的 電氣量進(jìn)行N次等間隔采樣，得到采樣值序列UU) 2, ，對(duì)采樣值序列進(jìn)行運(yùn)算， 計(jì)算出輸入電氣量的有效值X，并與預(yù)定的保護(hù)定值進(jìn)行比較判斷是否有故障；其特 征在于：還根據(jù)采樣值序列，采用全周傅里葉算法計(jì)算輸入電氣量的有效值，根據(jù)三個(gè)有效 值計(jì)算結(jié)果判斷采樣值序列是否有異常；若判定為有故障且采樣值正常，則開(kāi)放快速保護(hù) 動(dòng)作出口；若采樣值異常則閉鎖保護(hù)動(dòng)作出口。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于快速相量保護(hù)的采樣值異常閉鎖方法，其特征在于：采 樣值異常識(shí)別的具體步驟為： 根據(jù)采樣值序列UU)L+ 2, ，采用全周傅里葉算法計(jì)算輸入電氣量的有效值， 根據(jù)使用的采樣值不同，得到三個(gè)有效值計(jì)算結(jié)果、石_，計(jì)算公式為：
其中石為第1個(gè)有效值不^6的實(shí)部和虛部，其計(jì)算使用了采樣值序列中全 部N個(gè)采樣值；為第2個(gè)有效值的實(shí)部和虛部，其計(jì)算使用了采樣值序列中 序號(hào)為奇數(shù)的N/2個(gè)采樣值；；為第3個(gè)有效值石_的實(shí)部和虛部，其計(jì)算使用 了采樣值序列中序號(hào)為偶數(shù)的N/2個(gè)采樣值； (2)判斷三個(gè)有效值計(jì)算結(jié)果是否同時(shí)滿足以下條件：

正常，反之，采樣值異常。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于快速相量保護(hù)的采樣值異常閉鎖方法，其特征在于：快 速相量保護(hù)采用過(guò)量保護(hù)，有效值X大于等于保護(hù)定值時(shí)，判定為有故障。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于快速相量保護(hù)的采樣值異常閉鎖方法，其特征在于：快 速相量保護(hù)采用欠量保護(hù)，有效值X小于等于保護(hù)定值時(shí)，判定為有故障。
5. -種快速相量保護(hù)裝置，其特征在于：應(yīng)用權(quán)1-4所述的采樣值異常閉鎖方法。
【文檔編號(hào)】G01R31/00GK104485646SQ201410759949
【公開(kāi)日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2014年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月12日
【發(fā)明者】劉益青, 孫天德, 王林先 申請(qǐng)人:積成電子股份有限公司