專利名稱：高速采樣的間斷角閉鎖差動(dòng)保護(hù)數(shù)值方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種變壓器繼電保護(hù)方法，特別是一種高速采樣的間斷角閉鎖差動(dòng)保護(hù)數(shù)值方法。
背景技術(shù)：
變壓器繼電保護(hù)裝置是變壓器和電網(wǎng)安全運(yùn)行的重要組成部分，使用諧波閉鎖或波形鑒別閉鎖勵(lì)磁涌流的方法是變壓器數(shù)字保護(hù)常用的方法。
目前上述方法存在的問(wèn)題有1)由于現(xiàn)代變壓器工作磁通密度的提高，勵(lì)磁涌流中二次諧波分量減少，使得二次諧波閉鎖的靈敏性、選擇性和可靠性降低。
2)在含有串補(bǔ)電容或電力電纜的高壓系統(tǒng)中的變壓器如果發(fā)生內(nèi)部故障，諧波含量會(huì)超過(guò)15％，引起差動(dòng)拒動(dòng)。
3)采樣速率較低的間斷角數(shù)值方法不能滿足間斷角原理上的精度要求。
4)提高采樣速率來(lái)判別間斷角的方法，將使計(jì)算機(jī)負(fù)荷增加量巨大，而目前高壓變壓器保護(hù)一般采用主后備一體化，因此很難實(shí)時(shí)完成高速間斷角計(jì)算。
5)變壓器輕微故障時(shí)，由于故障信號(hào)幅值較低，由一般的間斷角數(shù)值算法難免受到采樣噪聲和計(jì)算過(guò)程中舍入誤差的影響，會(huì)造成保護(hù)拒動(dòng)。
6)沒(méi)有精確的理論推導(dǎo)來(lái)得到在不同間斷角數(shù)值算法情況下的動(dòng)作門(mén)檻。
間斷角原理的變壓器差動(dòng)保護(hù)率先由我國(guó)于60年代提出，間斷角是勵(lì)磁涌流固有的物理特征，相對(duì)于抽象的諧波制動(dòng)原理，具有物理意義明確的特點(diǎn)，據(jù)此原理實(shí)現(xiàn)的模擬式保護(hù)裝置至今已得到廣泛應(yīng)用，參見(jiàn)王祖光.間斷角原理的變壓器差動(dòng)保護(hù).電力系統(tǒng)自動(dòng)化，1979，3(1)。隨著微機(jī)保護(hù)技術(shù)的發(fā)展也有一些嘗試將間斷角閉鎖原理應(yīng)用于微機(jī)變壓器保護(hù)，參見(jiàn)朱亞明，等.間斷角原理的變壓器差動(dòng)保護(hù)的性能特點(diǎn)及微機(jī)實(shí)現(xiàn).電力系統(tǒng)自動(dòng)化，1996，20(11)，并提出一種采樣頻率較低的間斷角閉鎖數(shù)值方法，其計(jì)算過(guò)程是將采樣值進(jìn)行插值后，與浮動(dòng)門(mén)檻比較并計(jì)數(shù)，累加得到間斷角和波寬，在采樣頻率為1800Hz時(shí)，其固有的誤差為10°，因此其判別效果具有天生的局限性。為了使間斷角數(shù)值算法實(shí)用化，一個(gè)基本方法是提高采樣頻率，但采樣頻率的提高，首先增加了運(yùn)算量，另外最重要的是采樣頻率提高的同時(shí)增加了高頻采樣噪聲的負(fù)面影響，因此，并非如其他學(xué)者預(yù)測(cè)的那樣，簡(jiǎn)單的提高采樣頻率就能夠提高間斷角判別的準(zhǔn)確性。因此對(duì)于間斷角的應(yīng)用仍然停留在理論分析的層次，很多研究成果都對(duì)間斷角原理數(shù)值實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜性做出了正確的判斷。參見(jiàn)趙永彬，等.多原理的數(shù)字式變壓器保護(hù)的應(yīng)用.電力系統(tǒng)自動(dòng)化學(xué)報(bào)，2004，16(5)；唐躍中，等.幾種變壓器勵(lì)磁涌流判別方法的特點(diǎn)及其內(nèi)在聯(lián)系的分析.電力系統(tǒng)自動(dòng)化，1995，19(9)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種高速采樣的間斷角閉鎖差動(dòng)保護(hù)數(shù)值方法。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案如下一種高速采樣的間斷角閉鎖差動(dòng)保護(hù)數(shù)值方法，采樣速率大于或等于2400Hz，對(duì)應(yīng)采樣頻率每周波至少48點(diǎn)，其包括如下步驟(1)、交流采樣獲得變壓器各電壓等級(jí)側(cè)的電流采樣；(2)、含角差轉(zhuǎn)換的差流計(jì)算n采樣點(diǎn)的差電流in=Σj=1Ni(j,n),]]>其中，N為變壓器所有分支的個(gè)數(shù)，i(j，n)表示n采樣點(diǎn)經(jīng)過(guò)角差轉(zhuǎn)換的第j個(gè)變壓器分支的采樣電流；(3)、計(jì)算差流微分n采樣點(diǎn)的差電流微分值idn＝in-in-1；(4)、對(duì)差流微分值進(jìn)行濾波并取絕對(duì)值idn′=|Σi=03idn-1|;]]>
(5)、浮動(dòng)門(mén)檻計(jì)算浮動(dòng)門(mén)檻iTH(n)＝max(λ·max(idm′)，iTHF)，m∈[1，n]，且m為整數(shù)，其中λ固定系數(shù)，取值范圍為
，iTHF固定門(mén)檻的標(biāo)么值，其取值范圍為
，每個(gè)idn′對(duì)應(yīng)一浮動(dòng)門(mén)檻iTH(n)；(6)、波寬和間斷角計(jì)算一個(gè)采樣波內(nèi)，設(shè)每周波的采樣點(diǎn)數(shù)為Nsam，連續(xù)的idn′值大于對(duì)應(yīng)浮動(dòng)門(mén)檻iTH(n)的點(diǎn)數(shù)分別計(jì)為a1，a2，...，ai，與其對(duì)應(yīng)的各個(gè)波寬分別為 連續(xù)的idn′值小于對(duì)應(yīng)浮動(dòng)門(mén)檻iTH(n)的點(diǎn)數(shù)分別計(jì)為b1，b2，...，bj與其對(duì)應(yīng)的各個(gè)間斷角分別為 上述式子中i、j均為正整數(shù)；(7)小擾動(dòng)保持措施設(shè)置一抗擾動(dòng)角度值θmin，θmin的取值范圍為[5°，15°]，設(shè)連續(xù)的idn′值小于對(duì)應(yīng)浮動(dòng)門(mén)檻iTH(n)的點(diǎn)的個(gè)數(shù)為c，若c滿足不等式(I) 則將這c個(gè)點(diǎn)視為小擾動(dòng)，并將這c個(gè)點(diǎn)以及這c個(gè)點(diǎn)的后一波寬的數(shù)值計(jì)入這c個(gè)點(diǎn)的前一波寬的數(shù)值中去；設(shè)連續(xù)的idn′值大于對(duì)應(yīng)浮動(dòng)門(mén)檻iTH(n)的點(diǎn)的個(gè)數(shù)為d，若d滿足不等式(II) 則這d個(gè)點(diǎn)視為小擾動(dòng)，并將這d個(gè)點(diǎn)以及d個(gè)點(diǎn)的后一間斷角的數(shù)值計(jì)入前一間斷角的數(shù)值中去，上述式子中，Nsam為每周波采樣點(diǎn)數(shù)；從波形的起始位置開(kāi)始，在滿足不等式(I)、(II)的采樣點(diǎn)依次交替出現(xiàn)的情況下，在上述的采樣點(diǎn)范圍內(nèi)，如果不等式(I)先成立，則將上述滿足不等式(I)、(II)的采樣點(diǎn)全部計(jì)入前一波寬的數(shù)值中去，否則將這些采樣點(diǎn)全部計(jì)入前一間斷角的數(shù)值中去；(8)、補(bǔ)償角差值計(jì)算相鄰的兩個(gè)采樣點(diǎn)idn-1′、idn′，分別滿足不等式idn-1′＞iTH(n-1)和idn′＜iTH(n)，并且它們分別被計(jì)入波寬和間斷角的數(shù)值中，則通過(guò)插值計(jì)算得當(dāng)前波寬補(bǔ)償角θcomB=θsam·|idn-1′-iTH(n-1)||idn-1′-idn′|,]]>將θcomB加入當(dāng)前波寬的數(shù)值中去；如果idn-1′、idn′分別滿足不等式idn-1′＜iTH(n-1)和idn′＞iTH(n)，并且它們分別被計(jì)入間斷角和波寬的數(shù)值中，通過(guò)插值計(jì)算得當(dāng)前間斷角補(bǔ)償角θcomJ=θsam·|idn-1′-iTH(n-1)||idn-1′-idn′|,]]>將θcomJ加入當(dāng)前間斷角的數(shù)值中去，上述等式中， Nsam為每周波采樣點(diǎn)數(shù)；
(9)、差動(dòng)判斷判斷一周波內(nèi)的最大波寬值是否大于115°，如果不大于115°，則閉鎖差動(dòng)，如果大于115°，則判斷該周波內(nèi)的最大間斷角是否小于70°，如果該間斷角不小于70°，則閉鎖差動(dòng)，如果小于70°，則開(kāi)放差動(dòng)。
本發(fā)明的有益效果如下本發(fā)明提供了在變壓器差動(dòng)保護(hù)領(lǐng)域內(nèi)使用高速采樣間斷角閉鎖原理的數(shù)值方法，其對(duì)差流進(jìn)行微分計(jì)算，濾除了直流分量對(duì)差電流的影響，保證了間斷角計(jì)算的正確性，對(duì)差流微分值進(jìn)行4點(diǎn)的平滑濾波，去除高頻信號(hào)的干擾，從而可以精確計(jì)算波寬和間斷角，并從理論上給出對(duì)應(yīng)數(shù)值算法的動(dòng)作門(mén)檻，以確定開(kāi)放或閉鎖差動(dòng)保護(hù)；該方法利用涌流的物理特征，直接、快速、正確地區(qū)分涌流與故障電流，達(dá)到在變壓器空投、內(nèi)部故障、外部故障切除，或涌流情況下能快速動(dòng)作，可靠閉鎖差動(dòng)保護(hù)，提高了變壓器保護(hù)在選擇性、可靠性和靈敏度等方面的性能，同時(shí)增加了小擾動(dòng)保持措施，使本方法可以在小電流信號(hào)的情況下有效防止采樣噪聲和數(shù)值算法舍入誤差的影響，進(jìn)一步保證了差動(dòng)保護(hù)可靠動(dòng)作。
圖1為本發(fā)明高速采樣的間斷角閉鎖差動(dòng)保護(hù)數(shù)值方法的流程框圖。
圖2為利用計(jì)算機(jī)仿真軟件按照采樣頻率為每周波48點(diǎn)采樣直接生成差電流微分(濾波后的)波形圖。
圖3為對(duì)圖2中的濾波后的差流微分值(縱坐標(biāo)值)取絕對(duì)值后形成的波形圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖并結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。但是本發(fā)明不限于所給出的例子。
本發(fā)明高速采樣的間斷角閉鎖差動(dòng)保護(hù)數(shù)值方法，采樣速率大于或等于2400Hz，對(duì)應(yīng)采樣頻率每周波至少48點(diǎn)，其包括如下步驟(1)、交流采樣獲得變壓器各電壓等級(jí)側(cè)的電流采樣；
(2)、含角差轉(zhuǎn)換的差流計(jì)算n采樣點(diǎn)的差電流in=Σj=1Ni(j,n),]]>其中，N為變壓器所有分支的個(gè)數(shù)，i(j，n)表示n采樣點(diǎn)經(jīng)過(guò)角差轉(zhuǎn)換的第j個(gè)變壓器分支的采樣電流；(3)、計(jì)算差流微分n采樣點(diǎn)的差電流微分值idn＝in-in-1；(4)、對(duì)差流微分值進(jìn)行濾波并取絕對(duì)值idn′=|Σi=03idn-i|;]]>其中，步驟(1)至步驟(4)為目前通常采用的技術(shù)手段，無(wú)需進(jìn)行詳細(xì)描述，具體計(jì)算公式也已經(jīng)給出。
發(fā)明人利用計(jì)算機(jī)仿真軟件按照采樣頻率為每周波48點(diǎn)采樣直接生成差電流微分(濾波后的)波形，并選取該波形中 個(gè)波形(60個(gè)連續(xù)的采樣點(diǎn))，前 個(gè)波形(前12個(gè)采樣點(diǎn))為正常穩(wěn)態(tài)狀態(tài)下的波形，具有一定的抖動(dòng)，但是在允許的范圍之內(nèi)，后1個(gè)波形(后48個(gè)采樣點(diǎn))為故障波形，是本是實(shí)施例的實(shí)驗(yàn)對(duì)象，前 個(gè)波形引入的主要目的在于直觀的比較穩(wěn)態(tài)波形與故障波形的差別，如圖2所示為 個(gè)波形的差電流微分(濾波后的)波形圖，圖3為對(duì)圖2中濾波后的差流微分值取絕對(duì)值后得到的波形圖，圖3中，曲線f為浮動(dòng)門(mén)檻曲線，對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)參見(jiàn)表1。
步驟(5)、浮動(dòng)門(mén)檻計(jì)算，iTH(n)＝max(λ·max(idm′)，iTHF)，m∈[1，n]，且m為整數(shù)，其中λ固定系數(shù)，取值0.26，iTHF固定門(mén)檻的標(biāo)么值，其取值為0.2，每個(gè)idn′對(duì)應(yīng)一浮動(dòng)門(mén)檻iTH(n)，見(jiàn)表1中，以第9個(gè)采樣點(diǎn)為例，m∈[1，9]，且m為整數(shù)，max(idm′)＝0.1571，iTH(9)＝max(0.26·0.1571，0.2)＝max(0.0408，0.2)＝0.2；在第19個(gè)采樣點(diǎn)為例，m∈[1，19]，且m為整數(shù)，max(idm′)＝0.8388，iTH(19)＝max(0.26·0.8388，0.2)＝max(0.2181，0.2)＝0.2181；再在以表1中第29個(gè)采樣點(diǎn)為例，m∈[1，29]，且m為整數(shù)，max(idm′)＝1.1180，iTH(19)＝max(0.26·1.1180，0.2)＝max(0.2907，0.2)＝0.2907。
步驟(6)、波寬和間斷角計(jì)算見(jiàn)表1，一個(gè)采樣波內(nèi)，每周波的采樣點(diǎn)數(shù)為48，連續(xù)的idn′值大于對(duì)應(yīng)浮動(dòng)門(mén)檻iTH(n)的點(diǎn)數(shù)分別計(jì)為20、1、1、19，與其對(duì)應(yīng)的各個(gè)波寬分別為即分別為150°，7.5°，7.5°，142.5°，連續(xù)的idn′值小于對(duì)應(yīng)浮動(dòng)門(mén)檻iTH(n)的點(diǎn)數(shù)分別計(jì)為1、1、3、1、1與其對(duì)應(yīng)的各個(gè)間斷角為 即分別為7.5°、7.5°、22.5°、7.5°、7.5°。
步驟(7)、小擾動(dòng)保持措施，設(shè)置一抗擾動(dòng)角度值θmin，其取值范圍應(yīng)為[5°，15°]，本實(shí)施例中θmin的取值為10°，設(shè)連續(xù)的idn′值小于對(duì)應(yīng)浮動(dòng)門(mén)檻iTH(n)的點(diǎn)的個(gè)數(shù)為c，若c滿足不等式(I) 即c＜1.67，則這c個(gè)點(diǎn)視為小擾動(dòng)，并將這c個(gè)點(diǎn)以及這c個(gè)點(diǎn)的后一波寬的數(shù)值計(jì)入這c個(gè)點(diǎn)的前一波寬的數(shù)值中去，如表1所示的實(shí)施例中，第34個(gè)采樣點(diǎn)滿足不等式(I)，將其視為小擾動(dòng)，并將第34個(gè)點(diǎn)以及該采樣點(diǎn)后一波寬的數(shù)值(7.5°)計(jì)入第34個(gè)采樣點(diǎn)的前一波寬的數(shù)值(150°)中去，這樣第一個(gè)波寬的值為 設(shè)連續(xù)的idn′值大于對(duì)應(yīng)浮動(dòng)門(mén)檻iTH(n)的點(diǎn)的個(gè)數(shù)為d，若d滿足不等式(II) 即d＜1.67，則這d個(gè)點(diǎn)視為小擾動(dòng)，并將這d個(gè)點(diǎn)以及d個(gè)點(diǎn)的后一間斷角的數(shù)值計(jì)入前一間斷角的數(shù)值中去，如表1所示的實(shí)施例中，第39個(gè)采樣點(diǎn)滿足不等式(II)，將其視為小擾動(dòng)，并將第39個(gè)點(diǎn)以及該采樣點(diǎn)后一間斷角的數(shù)值(7.5°)計(jì)入第39個(gè)采樣點(diǎn)的前一間斷角的數(shù)值(22.5°)中去，這樣第三個(gè)間斷角的值為 從波形的起始位置開(kāi)始，在滿足不等式(I)、(II)的采樣點(diǎn)依次交替出現(xiàn)的情況下，在上述的采樣點(diǎn)范圍內(nèi)，如果不等式(I)先成立，則將上述滿足不等式(I)、(II)的采樣點(diǎn)全部計(jì)入前一波寬的數(shù)值中去，否則將這些采樣點(diǎn)全部計(jì)入前一間斷角的數(shù)值中去；本實(shí)施例中，如果將θmin取值為20。(實(shí)際操作中θmin的取值范圍應(yīng)為[5°，15°]，這里將θmin的取值為20°僅僅用以說(shuō)明本發(fā)明中小擾動(dòng)保持的方法)，則采樣點(diǎn)34，36、37、38，40滿足不等式(I)，采樣點(diǎn)35，39滿足不等式(II)，滿足不等式(I)、(II)的采樣點(diǎn)依次交替出現(xiàn)，即連續(xù)出現(xiàn)小抖動(dòng)，此時(shí)不等式(I)首先被滿足，因此這些連續(xù)抖動(dòng)的滿足不等式(I)、(II)的采樣點(diǎn)全部計(jì)入前一波寬(第1個(gè)波寬)的數(shù)值中去，計(jì)算得 同樣的如果首先被滿足的不是不等式(I)，那么這些點(diǎn)就應(yīng)計(jì)入間斷角的數(shù)值中去。采用小擾動(dòng)措施是考慮到故障電流和差電流不能突變，在小電流信號(hào)下由于判別門(mén)檻相應(yīng)地降低，使得采樣噪聲的影響變得更加顯著，但差電流的基本變化趨勢(shì)不變，在噪聲的影響下計(jì)算的波寬和間斷角如果以小角度交替出現(xiàn)，那么將較小角度的波寬或間斷保持計(jì)入上一段計(jì)算的間斷或波寬。
步驟(8)、補(bǔ)償角差值計(jì)算相鄰的兩個(gè)采樣點(diǎn)idn-1′、idn′，分別滿足不等式idn-1′＞iTH(n-1)和idn′＜iTH(n)，即它們位于各自對(duì)應(yīng)浮動(dòng)門(mén)檻的上、下，并且它們分別被計(jì)入波寬和間斷角的數(shù)值中，也就是說(shuō)在這兩個(gè)點(diǎn)不是小抖動(dòng)，那么通過(guò)插值計(jì)算得波寬補(bǔ)償角θcomB=θsam·|idn-1′-iTH(n-1)||idn-1′-idn′|]]>(上述等式中， Nsam為每周波采樣點(diǎn)數(shù))，并將θcomB加入當(dāng)前波寬的數(shù)值中去，從表1可知，采樣點(diǎn)35、36滿足上述的條件，采樣點(diǎn)59、60也滿足上述條件，以采樣點(diǎn)35、36為例說(shuō)明， id35′＝0.3637，iTH(35)＝0.2907，id36′＝0.0722，iTH(36)＝0.2907，因此id35′＞iTH(35)，id36′＜iTH(36)，并且采樣35被計(jì)入波寬，采樣點(diǎn)36被計(jì)入間斷角，因此通過(guò)插值計(jì)算得波寬補(bǔ)償角 將其加入當(dāng)前波寬的數(shù)值中去，即得當(dāng)前的波寬(第一個(gè)波寬)＝165°+1.878°＝166.878°；同理，根據(jù)采樣點(diǎn)59、60算得的波寬補(bǔ)償角算θcomB=θsam·|id59′-iTH(59)||id59′-id60′|]]> 得第4個(gè)波寬值＝142.5°+2.742°＝145.242°；如果idn-1′、idn′分別滿足不等式idn-1′＜iTH(n-1)和idn′＞iTH(n)，并且它們分別被計(jì)入間斷角和波寬的數(shù)值中，通過(guò)插值計(jì)算得間斷角補(bǔ)償角θcomJ=θsam·|idn-1′-iTH(n-1)||idn-1′-idn′|]]>(上述等式中， Nsam為每周波采樣點(diǎn)數(shù))，將θcomJ加入間斷角的數(shù)值中去；從表1可知，采樣點(diǎn)13、14滿足上述的條件，采樣點(diǎn)40、41也滿足上述條件，以采樣點(diǎn)40、41為例說(shuō)明，id40′＝0.1867，iTH(40)＝0.2907，id41′＝0.3548，iTH(41)＝0.2907，因此id40′＜iTH(40)，id41′＞iTH(41)，并且采樣40被計(jì)入間斷角，采樣點(diǎn)41被計(jì)入波寬，因此通過(guò)插值計(jì)算得波寬補(bǔ)償角 將其加入當(dāng)前間斷角的數(shù)值中去，即得當(dāng)前的間斷角(第三個(gè)間斷角)＝37.5°+4.640°＝42.140°；同理，根據(jù)采樣點(diǎn)13、14算得的間斷角補(bǔ)償角算 得第1個(gè)間斷角＝7.5°+1.253°＝8.753°；
(9)、差動(dòng)判斷判斷一周波內(nèi)的最大波寬值是否大于115°，如果不大于115°，則閉鎖差動(dòng)，如果大于115°，則判斷該周波內(nèi)的最大間斷角是否小于70°，如果該間斷角不小于70°，則閉鎖差動(dòng)，如果小于70°，則開(kāi)放差動(dòng)，本實(shí)施例中的最大波寬為166.878°，最大間斷角為42.140°，最大波寬大于115°，則比較最大間斷角是否小于70°，最大間斷角42.140°＜70°，則開(kāi)放差動(dòng)。
表1
注表1中的對(duì)于一個(gè)采樣點(diǎn)，其“波寬”標(biāo)記為“0”，“間斷角”標(biāo)記為“1”，則表示該采樣點(diǎn)的“取絕對(duì)值后的差流微分值”小于對(duì)應(yīng)的“浮動(dòng)門(mén)檻值”；對(duì)于一個(gè)采樣點(diǎn)，其“波寬”標(biāo)記為“1”，“間斷角”標(biāo)記為“0”，則表示該采樣點(diǎn)的“取絕對(duì)值后的差流微分值”大于對(duì)應(yīng)的“浮動(dòng)門(mén)檻值”；“小擾動(dòng)”一欄中的“√”表示該點(diǎn)被判為小擾動(dòng)。
本實(shí)施例僅以每周波48點(diǎn)的采樣頻率、對(duì)應(yīng)采樣速率為2400Hz為例說(shuō)明本發(fā)明的方法，實(shí)際操作中，采樣速率大于或等于2400Hz，采樣頻率每周波至少48點(diǎn)，即可滿足，采樣頻率可以是每周波60點(diǎn)、對(duì)應(yīng)采樣速率為3000Hz或者100點(diǎn)、對(duì)應(yīng)采樣速率為5000Hz，其原理、方法與48點(diǎn)采樣、對(duì)應(yīng)采樣速率為2400Hz的原理、方法一致。
權(quán)利要求
1.高速采樣的間斷角閉鎖差動(dòng)保護(hù)數(shù)值方法，采樣速率大于或等于2400Hz，對(duì)應(yīng)采樣頻率每周波至少48點(diǎn)，其包括如下步驟(1)、交流采樣獲得變壓器各電壓等級(jí)側(cè)的電流采樣；(2)、含角差轉(zhuǎn)換的差流計(jì)算n采樣點(diǎn)的差電流in=Σj=1Ni(j,n),]]>其中，N為變壓器所有分支的個(gè)數(shù)，i(j，n)表示n采樣點(diǎn)經(jīng)過(guò)角差轉(zhuǎn)換的第j個(gè)變壓器分支的采樣電流；(3)、計(jì)算差流微分n采樣點(diǎn)的差電流微分值idn＝in-in-1；(4)、對(duì)差流微分值進(jìn)行濾波并取絕對(duì)值idn′=|Σi=03idn-1|;]]>(5)、浮動(dòng)門(mén)檻計(jì)算浮動(dòng)門(mén)檻iTH(n)＝max(λ·max(idm′)，iTHF)，m∈[1，n]，且m為整數(shù)，其中λ固定系數(shù)，取值范圍為
，iTHF固定門(mén)檻的標(biāo)么值，其取值范圍為
，每個(gè)idn′對(duì)應(yīng)一浮動(dòng)門(mén)檻iTH(n)；(6)、波寬和間斷角計(jì)算一個(gè)采樣波內(nèi)，設(shè)每周波的采樣點(diǎn)數(shù)為Nsam，連續(xù)的idn′值大于對(duì)應(yīng)浮動(dòng)門(mén)檻iTH(n)的點(diǎn)數(shù)分別計(jì)為a1，a2，...，ai，與其對(duì)應(yīng)的各個(gè)波寬分別為 連續(xù)的idn′值小于對(duì)應(yīng)浮動(dòng)門(mén)檻iTH(n)的點(diǎn)數(shù)分別計(jì)為b1，b2，...，bj與其對(duì)應(yīng)的各個(gè)間斷角分別為 上述式子中i、j均為正整數(shù)；(7)小擾動(dòng)保持措施設(shè)置一抗擾動(dòng)角度值θmin，θmin的取值范圍為[5°，15°]，設(shè)連續(xù)的idn′值小于對(duì)應(yīng)浮動(dòng)門(mén)檻iTH(n)的點(diǎn)的個(gè)數(shù)為c，若c滿足不等式(I) 則將這c個(gè)點(diǎn)視為小擾動(dòng)，并將這c個(gè)點(diǎn)以及這c個(gè)點(diǎn)的后一波寬的數(shù)值計(jì)入這c個(gè)點(diǎn)的前一波寬的數(shù)值中去；設(shè)連續(xù)的idn′值大于對(duì)應(yīng)浮動(dòng)門(mén)檻iTH(n)的點(diǎn)的個(gè)數(shù)為d，若d滿足不等式(II) 則這d個(gè)點(diǎn)視為小擾動(dòng)，并將這d個(gè)點(diǎn)以及d個(gè)點(diǎn)的后一間斷角的數(shù)值計(jì)入前一間斷角的數(shù)值中去，上述式子中，Nsam為每周波采樣點(diǎn)數(shù)；從波形的起始位置開(kāi)始，在滿足不等式(I)、(II)的采樣點(diǎn)依次交替出現(xiàn)的情況下，在上述的采樣點(diǎn)范圍內(nèi)，如果不等式(I)先成立，則將上述滿足不等式(I)、(II)的采樣點(diǎn)全部計(jì)入前一波寬的數(shù)值中去，否則將這些采樣點(diǎn)全部計(jì)入前一間斷角的數(shù)值中去；(8)、補(bǔ)償角差值計(jì)算相鄰的兩個(gè)采樣點(diǎn)idn-1′、idn′，分別滿足不等式idn-1′＞iTH(n-1)和idn′＜iTH(n)，并且它們分別被計(jì)入波寬和間斷角的數(shù)值中，則通過(guò)插值計(jì)算得當(dāng)前波寬補(bǔ)償角θcomB=θsam·|idn-1′-iTH(n-1)||idn-1′-idn′|,]]>將θcomB加入當(dāng)前波寬的數(shù)值中去；如果idn-1′、idn′分別滿足不等式idn-1′＜iTH(n-1)和idn′＞iTH(n)，并且它們分別被計(jì)入間斷角和波寬的數(shù)值中，通過(guò)插值計(jì)算得當(dāng)前間斷角補(bǔ)償角θcomJ=θsam·|idn-1′-iTH(n-1)||idn-1′-idn′|,]]>將θcomJ加入當(dāng)前間斷角的數(shù)值中去，上述等式中， Nsam為每周波采樣點(diǎn)數(shù)；(9)、差動(dòng)判斷判斷一周波內(nèi)的最大波寬值是否大于115°，如果不大于115°，則閉鎖差動(dòng)，如果大于115 °，則判斷該周波內(nèi)的最大間斷角是否小于70°，如果該間斷角不小于70°，則閉鎖差動(dòng)，如果小于70°，則開(kāi)放差動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速采樣的間斷角閉鎖差動(dòng)保護(hù)數(shù)值方法，其特征是其采樣速率為3000Hz，對(duì)應(yīng)采樣頻率為每周波60點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速采樣的間斷角閉鎖差動(dòng)保護(hù)數(shù)值方法，其特征是其采樣速率為5000Hz，對(duì)應(yīng)采樣頻率為每周波100點(diǎn)。
全文摘要
高速采樣的間斷角閉鎖差動(dòng)保護(hù)數(shù)值方法，采樣速率大于或等于2400Hz，步驟如下交流采樣、含角差轉(zhuǎn)換的差流計(jì)算、計(jì)算差流微分、對(duì)差流微分值進(jìn)行濾波并取絕對(duì)值、浮動(dòng)門(mén)檻計(jì)算、波寬和間斷角計(jì)算、小擾動(dòng)保持措施、補(bǔ)償角差值計(jì)算、差動(dòng)判斷。本發(fā)明從理論上給出對(duì)應(yīng)數(shù)值算法的動(dòng)作門(mén)檻，利用涌流的物理特征，直接、快速、正確地區(qū)分涌流與故障電流，達(dá)到在變壓器空投、內(nèi)部故障、外部故障切除，或涌流情況下能快速動(dòng)作，提高了變壓器保護(hù)在選擇性、可靠性和靈敏度等方面的性能，同時(shí)增加了小擾動(dòng)保持措施，使本方法可以在小電流信號(hào)情況下有效防止采樣噪聲和數(shù)值算法舍入誤差影響，進(jìn)一步保證了差動(dòng)保護(hù)可靠動(dòng)作。
文檔編號(hào)H02H7/045GK101013809SQ200710020329
公開(kāi)日2007年8月8日 申請(qǐng)日期2007年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月14日
發(fā)明者仇新宏, 王祖光, 季學(xué)軍, 黃宏清, 李哲, 楊曉旭, 周愛(ài)敏, 蔡月明 申請(qǐng)人:國(guó)網(wǎng)南京自動(dòng)化研究院, 南京南瑞集團(tuán)公司