多段式自適應(yīng)高采樣率變壓器采樣值差動保護(hù)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多段式自適應(yīng)高采樣率變壓器采樣值差動保護(hù)方法，包括下列步驟：對變壓器各側(cè)的三相電流進(jìn)行高速率采樣；對變壓器各側(cè)的三相電流采樣值進(jìn)行一點(diǎn)差分算法并對電流幅值進(jìn)行補(bǔ)償；計(jì)算變壓器的采樣值差動電流和采樣值制動電流；進(jìn)行采樣值差動保護(hù)速動段的邏輯判別；進(jìn)行采樣值差動保護(hù)靈敏段的邏輯判別；進(jìn)行采樣值差動總邏輯的判別。本發(fā)明提供的變壓器采樣值差動保護(hù)方法，解決了現(xiàn)有的采樣值差動保護(hù)方法存在的動作模糊區(qū)大、靈敏度低的問題，在保證選擇性、可靠性的前提下，使快速性和靈敏性同時得到滿足，具有良好的應(yīng)用前景。
【專利說明】多段式自適應(yīng)高采樣率變壓器采樣值差動保護(hù)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種適用于微機(jī)保護(hù)裝置的多段式自適應(yīng)高采樣率變壓器采樣值差動保護(hù)方法，屬于電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]20世紀(jì)90年代初，針對電力系統(tǒng)中的微機(jī)繼電保護(hù)的研究，傳統(tǒng)的微機(jī)變壓器保護(hù)中，常規(guī)相量差動保護(hù)得到了廣泛的應(yīng)用，有著成熟的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，但是在變壓器的抗勵磁涌流和CT飽和等方面存在一些缺陷，針對此種現(xiàn)象，近年來，提出了采樣值差動保護(hù)的概念。我們通常所說的采樣值差動保護(hù)，是對微機(jī)保護(hù)每一時刻所采集的離散采樣值進(jìn)行差動判別，但是，由于波形存在過零點(diǎn)以及其他問題，單憑一個時刻采樣值的判別結(jié)果并不能確認(rèn)是否有故障，不能做出跳閘的決定，需要連續(xù)進(jìn)行R次判別，如果有S次及以上的點(diǎn)滿足差動動作條件，則判別為內(nèi)部故障。與變壓器相量差動保護(hù)相比，變壓器采樣值差動保護(hù)具有抗干擾數(shù)據(jù)能力強(qiáng)、動作速度快等優(yōu)點(diǎn)，但是由于其存在動作模糊區(qū)大、靈敏度低等缺點(diǎn)，使得采樣值差動保護(hù)不能夠脫離相量差動保護(hù)獨(dú)立運(yùn)行，只是作為相量差動保護(hù)的一個有益的補(bǔ)充，所起到的作用非常有限，從而影響其推廣應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是傳統(tǒng)的采樣值差動保護(hù)的動作模糊區(qū)大、靈敏度低等問題，只能作為相量差動保護(hù)的補(bǔ)充，作用有限，不利于推廣應(yīng)用的問題。本發(fā)明提供的多段式自適應(yīng)高采樣率變壓器采樣值差動保護(hù)方法，通過速動段和靈敏段的有機(jī)結(jié)合，能夠消除動作模糊區(qū)的影響，具有可靠性高、速動性好、靈敏度高的特點(diǎn)，為變壓器提供完善的差動保護(hù)方案，具有良好的應(yīng)用前景。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
[0005]一種多段式自適應(yīng)高采樣率變壓器采樣值差動保護(hù)方法，其特征在于:包括以下步驟，
[0006]步驟(1)，對變壓器各側(cè)的三相電流進(jìn)行高速率采樣；
[0007]步驟(2 )，對步驟(I)采樣得到的變壓器各側(cè)三相的電流采樣值進(jìn)行差分算法，并對差分算法后三相電流的幅值進(jìn)行差分補(bǔ)償；
[0008]步驟(3)，根據(jù)變壓器繞組接線形式對變壓器各側(cè)三相的電流采樣值進(jìn)行相位校正和幅值校正，并根據(jù)各側(cè)校正后三相的電流采樣值計(jì)算三相采樣值的差動電流和采樣值的制動電流；
[0009]步驟(4)，根據(jù)步驟(3)計(jì)算的三相采樣值的差動電流和采樣值的制動電流，對采樣值差動保護(hù)速動段是否動作進(jìn)行邏輯判別，將邏輯判別結(jié)果傳送給步驟(6)；
[0010]步驟(5)，根據(jù)步驟(3)計(jì)算的三相采樣值的差動電流和采樣值的制動電流，對采樣值差動保護(hù)靈敏段是否動作進(jìn)行邏輯判別，將邏輯判別結(jié)果傳送給步驟(6)；
[0011]步驟(6)，根據(jù)步驟(4)傳送的采樣值差動保護(hù)速動段的邏輯判別結(jié)果和步驟(5)傳送的采樣值差動保護(hù)靈敏段的邏輯判別結(jié)果，對采樣值差動保護(hù)的總邏輯是否動作進(jìn)行邏輯判別，若采樣值差動保護(hù)的速動段和靈敏段有任何一個動作或者兩個都動作，則采樣值差動保護(hù)動作跳閘；否則采樣值差動保護(hù)不動作。
[0012]前述的多段式自適應(yīng)高采樣率變壓器采樣值差動保護(hù)方法，其特征在于:所述步驟(I)對變壓器各側(cè)的三相電流進(jìn)行高速率采樣的每個工頻周期的采樣點(diǎn)數(shù)N不小于40點(diǎn)。
[0013]前述的多段式自適應(yīng)高采樣率變壓器采樣值差動保護(hù)方法，其特征在于:所述步驟(4)中，根據(jù)步驟(3)計(jì)算三相的采樣值的差動電流和采樣值的制動電流，對采樣值差動保護(hù)速動段是否動作進(jìn)行邏輯判別的方法如下，
[0014]根據(jù)單個采樣點(diǎn)的采樣值差動保護(hù)速動段的判別公式(1)，
[0015]id ≥ idset 且 id ≥ Ksetir (I)
[0016]其中id是步驟(3)計(jì)算的采樣值差動電流，L是步驟(3)計(jì)算的采樣值制動電流，idset為門檻定值，Kset為斜率定值，當(dāng)采樣值差動保護(hù)速動段一直投入時，每個采樣點(diǎn)都按照三相分別進(jìn)行判別，若某個采樣點(diǎn)的數(shù)據(jù)滿足公式(I)的條件，則該采樣點(diǎn)符合采樣值差動保護(hù)速動段動作判據(jù)，且在連續(xù)R點(diǎn)的數(shù)據(jù)窗內(nèi)，若有S點(diǎn)及以上符合動作判據(jù)，則采樣值差動保護(hù)速動段動作。
[0017]前述的多段式自適應(yīng)高采樣率變壓器采樣值差動保護(hù)方法，其特征在于:所述當(dāng)采樣值差動保護(hù)速動段一直投入時，R、S、idset和Ksrt四個參數(shù)均采用固定值，是按照在空充變壓器和區(qū)外故障CT飽和時采樣值差動保護(hù)速動段可靠不誤動來選取，在保護(hù)運(yùn)行過程中保持不變。
[0018]前述的多段式自適應(yīng)高采樣率變壓器采樣值差動保護(hù)方法，其特征在于:所述步驟(5)中，根據(jù)步驟(3)計(jì)算的采樣值的差動電流和采樣值的制動電流，對采樣值差動保護(hù)靈敏段是否動作進(jìn)行邏輯判別的方法如下，
[0019]根據(jù)單個采樣點(diǎn)的采樣值差動保護(hù)靈敏段的判別公式(2)，
[0020]id ≥ idset 且 id ≥ Ksetir (2)
[0021]其中id是步驟(3)計(jì)算的采樣值差動電流，L是步驟(3)計(jì)算的采樣值制動電流，idset為門檻定值，Kset為斜率定值，當(dāng)采樣值差動保護(hù)靈敏段一直投入時，每個采樣點(diǎn)都按照三相分別進(jìn)行判別，若某個采樣點(diǎn)的數(shù)據(jù)滿足公式(2)的條件，則該采樣點(diǎn)符合采樣值差動保護(hù)靈敏段動作判據(jù)，且在連續(xù)R點(diǎn)的數(shù)據(jù)窗內(nèi)，若有S點(diǎn)及以上符合動作判據(jù)，則采樣值差動保護(hù)靈敏段動作。
[0022]前述的多段式自適應(yīng)高采樣率變壓器采樣值差動保護(hù)方法，其特征在于:所述當(dāng)采樣值差動保護(hù)靈敏段一直投入時，R、Kset兩個參數(shù)采用固定值，idse0 S兩個參數(shù)采用自適應(yīng)參數(shù)，其中參數(shù)R固定取一個工頻周波的采樣點(diǎn)數(shù)N，參數(shù)Ksrt按照在區(qū)外故障CT飽和時采樣值差動保護(hù)靈敏段可靠不誤動來選取，在保護(hù)運(yùn)行過程中保持不變，而自適應(yīng)參數(shù)idsrt、S是在運(yùn)行過程中根據(jù)各相差動電流中二次諧波和三次諧波總含量進(jìn)行動態(tài)調(diào)整，idset變化范圍在idestl至idsrt2之間，Idestl按照正常運(yùn)行時采樣值差動保護(hù)靈敏段可靠不誤動來設(shè)定，idsrt2按照在空充變壓器和區(qū)外故障CT飽和時采樣值差動保護(hù)靈敏段可靠不誤動來設(shè)定；S變化范圍為S1至S3，S1按照正常運(yùn)行時采樣值差動保護(hù)靈敏段可靠不誤動來設(shè)定，S3按照在空充變壓器和區(qū)外故障CT飽和時采樣值差動保護(hù)靈敏段可靠不誤動來設(shè)定。[0023]前述的多段式自適應(yīng)高采樣率變壓器采樣值差動保護(hù)方法，其特征在于:所述自適應(yīng)參數(shù)idsrt的設(shè)定方法如下，
[0024]I)通過全周傅氏算法來計(jì)算差動電流中的基波、二次諧波和三次諧波有效值，根據(jù)公式(3)得到差動電流中二次諧波和三次諧波總含量Kha?，
【權(quán)利要求】
1.多段式自適應(yīng)高采樣率變壓器采樣值差動保護(hù)方法，其特征在于:包括以下步驟， 步驟(1)，對變壓器各側(cè)的三相電流進(jìn)行高速率采樣； 步驟(2 )，對步驟(1)采樣得到的變壓器各側(cè)三相的電流采樣值進(jìn)行差分算法，并對差分算法后三相電流的幅值進(jìn)行差分補(bǔ)償； 步驟(3)，根據(jù)變壓器繞組接線形式對變壓器各側(cè)三相的電流采樣值進(jìn)行相位校正和幅值校正，并根據(jù)各側(cè)校正后三相的電流采樣值計(jì)算三相采樣值的差動電流和采樣值的制動電流； 步驟(4)，根據(jù)步驟(3)計(jì)算的三相采樣值的差動電流和采樣值的制動電流，對采樣值差動保護(hù)速動段是否動作進(jìn)行邏輯判別，將邏輯判別結(jié)果傳送給步驟(6)； 步驟(5)，根據(jù)步驟(3)計(jì)算的三相采樣值的差動電流和采樣值的制動電流，對采樣值差動保護(hù)靈敏段是否動作進(jìn)行邏輯判別，將邏輯判別結(jié)果傳送給步驟(6); 步驟(6)，根據(jù)步驟(4)傳送的采樣值差動保護(hù)速動段的邏輯判別結(jié)果和步驟(5)傳送的采樣值差動保護(hù)靈敏段的邏輯判別結(jié)果，對采樣值差動保護(hù)的總邏輯是否動作進(jìn)行邏輯判別，若采樣值差動保護(hù)的速動段和靈敏段有任何一個動作或者兩個都動作，則采樣值差動保護(hù)動作跳閘；否則采樣值差動保護(hù)不動作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多段式自適應(yīng)高采樣率變壓器采樣值差動保護(hù)方法，其特征在于:所述步驟(1)對變壓器各側(cè)的三相電流進(jìn)行高速率采樣的每個工頻周期的采樣點(diǎn)數(shù)N不小于40點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多段式自適應(yīng)高采樣率變壓器采樣值差動保護(hù)方法，其特征在于:所述步驟(4)中，根據(jù)步驟(3)計(jì)算三相的采樣值的差動電流和采樣值的制動電流，對采樣值差動保護(hù)速動段是否動作進(jìn)行邏輯判別的方法如下， 根據(jù)單個采樣點(diǎn)的采樣值差動保護(hù)速動段的判別公式(1)， id ≥ idset 且 id ≥ Ksetir (I) 其中id是步驟(3)計(jì)算的采樣值差動電流，L是步驟(3)計(jì)算的采樣值制動電流，idset為門檻定值，Kset為斜率定值，當(dāng)采樣值差動保護(hù)速動段一直投入時，每個采樣點(diǎn)都按照三相分別進(jìn)行判別，若某個采樣點(diǎn)的數(shù)據(jù)滿足公式(I)的條件，則該采樣點(diǎn)符合采樣值差動保護(hù)速動段動作判據(jù)，在連續(xù)R個點(diǎn)的數(shù)據(jù)窗內(nèi)，若有S個點(diǎn)及以上符合動作判據(jù)，則采樣值差動保護(hù)速動段動作。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多段式自適應(yīng)高采樣率變壓器采樣值差動保護(hù)方法，其特征在于:所述當(dāng)采樣值差動保護(hù)速動段一直投入時，R、S、idsrt和Kset四個參數(shù)均采用固定值，是按照在空充變壓器和區(qū)外故障CT飽和時采樣值差動保護(hù)速動段可靠不誤動來選取，在保護(hù)運(yùn)行過程中保持不變。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多段式自適應(yīng)高采樣率變壓器采樣值差動保護(hù)方法，其特征在于:所述步驟(5)中，根據(jù)步驟(3)計(jì)算的采樣值的差動電流和采樣值的制動電流，對采樣值差動保護(hù)靈敏段是否動作進(jìn)行邏輯判別的方法如下， 根據(jù)單個采樣點(diǎn)的采樣值差動保護(hù)靈敏段的判別公式(2)， id ≥ idset 且 id ≥Ksetir (2) 其中id是步驟(3)計(jì)算的采樣值差動電流，L是步驟(3)計(jì)算的采樣值制動電流，idset為門檻定值，Kset為斜率定值，當(dāng)采樣值差動保護(hù)靈敏段一直投入時，每個采樣點(diǎn)都按照三相分別進(jìn)行判別，若某個采樣點(diǎn)的數(shù)據(jù)滿足公式(2)的條件，則該采樣點(diǎn)符合采樣值差動保護(hù)靈敏段動作判據(jù)，在連續(xù)R個點(diǎn)的數(shù)據(jù)窗內(nèi)，若有S個點(diǎn)及以上符合動作判據(jù)，則采樣值差動保護(hù)靈敏段動作。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多段式自適應(yīng)高采樣率變壓器采樣值差動保護(hù)方法，其特征在于:所述當(dāng)采樣值差動保護(hù)靈敏段一直投入時，R>Kset兩個參數(shù)采用固定參數(shù)，idsrt、S兩個參數(shù)采用自適應(yīng)參數(shù)，其中參數(shù)R固定取一個工頻周波的采樣點(diǎn)數(shù)N，參數(shù)Ksrt按照在區(qū)外故障CT飽和時采樣值差動保護(hù)靈敏段可靠不誤動來選取，在保護(hù)運(yùn)行過程中保持不變，而自適應(yīng)參數(shù)idsrt、S是在運(yùn)行過程中根據(jù)各相差動電流中二次諧波和三次諧波總含量進(jìn)行動態(tài)調(diào)整，idsrt變化范圍在idsrtl至idsrt2之間，idsrtl按照正常運(yùn)行時采樣值差動保護(hù)靈敏段可靠不誤動來設(shè)定，idset2按照在空充變壓器和區(qū)外故障CT飽和時采樣值差動保護(hù)靈敏段可靠不誤動來設(shè)定；S變化范圍為S1至S3，S1按照正常運(yùn)行時采樣值差動保護(hù)靈敏段可靠不誤動來設(shè)定，33按照在空充變壓器和區(qū)外故障CT飽和時采樣值差動保護(hù)靈敏段可靠不誤動來設(shè)定。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多段式自適應(yīng)高采樣率變壓器采樣值差動保護(hù)方法，其特征在于:所述自適應(yīng)參數(shù)idset的設(shè)定方法如下， 1)通過全周傅氏算法來計(jì)算差動電流中的基波、二次諧波和三次諧波有效值，根據(jù)公式(3)得到差動電流中二次諧波和三次諧波總含量Kha?，
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多段式自適應(yīng)高采樣率變壓器采樣值差動保護(hù)方法，其特征在于:所述自適應(yīng)參數(shù)S的設(shè)定方法如下，根據(jù)公式(6)計(jì)算S設(shè)定值，.S1 ， Kharm < Kharml
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多段式自適應(yīng)高采樣率變壓器采樣值差動保護(hù)方法，其特征在于:所述斜率定值Ksrt在0.4~0.6范圍之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多段式自適應(yīng)高采樣率變壓器采樣值差動保護(hù)方法，其特征在于:所述步驟(6)中的對采樣值差動保護(hù)的總邏輯是否動作進(jìn)行邏輯判別，包括以下步驟， 1)將步驟(4)傳送的采樣值差動保護(hù)速動段的邏輯判別結(jié)果和步驟(5)傳送的采樣值差動保護(hù)靈敏段的邏輯判別結(jié)果輸入或門； 2)記錄或門的輸出結(jié)果，即若采樣值差動保護(hù)的速動段和靈敏段有任何一個動作或者兩個都動作，則采樣值差動保護(hù)`動作跳閘；否則采樣值差動保護(hù)不動作。
【文檔編號】H02H7/045GK103579999SQ201210267199
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年7月30日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月30日
【發(fā)明者】江衛(wèi)良, 郝后堂, 史澤兵, 鄭作偉, 顧志飛 申請人:國電南瑞科技股份有限公司, 南京南瑞集團(tuán)公司