本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電流采樣數(shù)據(jù)異常時(shí)防止電流保護(hù)誤動(dòng)的方法。
背景技術(shù)：
隨著傳統(tǒng)變電站電壓運(yùn)行等級(jí)的提高、電磁環(huán)境的等級(jí)也相應(yīng)提高，繼電保護(hù)裝置的電子元器件受到干擾的幾率增加，可能造成個(gè)別正常的采樣數(shù)據(jù)失真。電子式互感器、合并單元普遍應(yīng)用在智能變電站中，而這些設(shè)備的穩(wěn)定性、可靠性會(huì)對(duì)數(shù)字化繼電保護(hù)造成直接影響。正常運(yùn)行情況下，這些電子設(shè)備由于自身元器件的原因或變電站內(nèi)其他干擾，也會(huì)造成個(gè)別正常采樣點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳變失真。失真的數(shù)據(jù)相對(duì)正常值有時(shí)都特別大，有時(shí)特別小，特別大的點(diǎn)對(duì)電流保護(hù)的過(guò)流保護(hù)有影響，可能造成過(guò)流保護(hù)誤動(dòng)，特別小的點(diǎn)對(duì)電流保護(hù)的欠流保護(hù)有影響，也可能造成欠流保護(hù)的誤動(dòng)。
對(duì)于失真數(shù)據(jù)的處理，現(xiàn)階段主要有兩種技術(shù)：第一種主要采用電流突變量來(lái)判斷，當(dāng)有電流突變且連續(xù)幾點(diǎn)滿足條件時(shí)，開放電流保護(hù)。如專利：cn201110438479.3公開的一種基于區(qū)域電網(wǎng)的采樣數(shù)據(jù)異常檢測(cè)及過(guò)電流保護(hù)方法，該方法首先通過(guò)對(duì)待測(cè)電流互感器的采樣值是否異常進(jìn)行判別，若該采樣值異常，則分別對(duì)與該電流互感器在一次系統(tǒng)中有直接電氣聯(lián)系的相關(guān)電流互感器的采樣值進(jìn)行異常判別，如果它們都沒(méi)有出現(xiàn)異常，則對(duì)它們實(shí)時(shí)采樣值進(jìn)行逐點(diǎn)累加求和，并根據(jù)該求和結(jié)果以決定是否開放利用此電流互感器采樣數(shù)據(jù)相關(guān)的保護(hù)模塊是否投入運(yùn)行。但此種技術(shù)主要用針對(duì)采樣點(diǎn)突然變大的情況中，且電流變化的門檻值往往有一個(gè)固定的門檻，電流變化不大于固定門檻時(shí)，不能及時(shí)開放相應(yīng)的電流保護(hù)。
第二種則主要采用雙ad技術(shù)，當(dāng)一路ad異常時(shí)自動(dòng)切換到另外一路正常的ad，當(dāng)兩路ad都異常時(shí)，閉鎖電流保護(hù)。如專利：cn201210133224.0公開的基于冗余ct繞組的采樣數(shù)據(jù)異常檢測(cè)方法及繼電保護(hù)方法，此方法采用互感器兩個(gè)ct繞組的采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行互檢，即分別比較兩個(gè)繞組之間兩路a/d采樣數(shù)據(jù)的偏差，當(dāng)某個(gè)采樣點(diǎn)瞬時(shí)值的絕對(duì)偏差和相對(duì)偏差都大于設(shè)定門檻時(shí)判為該點(diǎn)采樣數(shù)據(jù)異常，僅有一個(gè)采樣點(diǎn)異常時(shí)使用插值算法對(duì)其進(jìn)行修復(fù)，連續(xù)多個(gè)采樣點(diǎn)異常時(shí)判為該路a/d采樣數(shù)據(jù)異常，第一路a/d采樣數(shù)據(jù)異常后自動(dòng)將采樣數(shù)據(jù)切換至第二路a/d；如果第二路a/d采樣數(shù)據(jù)也異常時(shí)閉鎖保護(hù)。采用此方法增加了硬件成本，主要用在高電壓等級(jí)的保護(hù)中，但是低電壓等級(jí)的保護(hù)往往采用單ad，此方法就不適用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供了一種防止電流采樣異常數(shù)據(jù)對(duì)電流保護(hù)影響的方法，解決現(xiàn)有繼電保護(hù)的電流采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)異常導(dǎo)致時(shí)對(duì)電流保護(hù)的影響，防止電網(wǎng)中無(wú)故障時(shí)電流保護(hù)的誤動(dòng)。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種防止電流采樣異常數(shù)據(jù)對(duì)電流保護(hù)影響的方法，其特征是，包括以下步驟：
步驟s1，在一個(gè)周波內(nèi)，計(jì)算當(dāng)前采樣點(diǎn)與間隔采樣點(diǎn)之間的弦長(zhǎng)數(shù)值，并計(jì)算出半波電流的有效值和全波電流的有效值。
步驟s2，電流保護(hù)中過(guò)流保護(hù)的開放與動(dòng)作
1)將當(dāng)前采樣點(diǎn)的弦長(zhǎng)數(shù)值與對(duì)應(yīng)過(guò)流保護(hù)定值的轉(zhuǎn)換值做比較，當(dāng)連續(xù)s點(diǎn)的弦長(zhǎng)數(shù)值大于此轉(zhuǎn)換值，則開放過(guò)流保護(hù)；
2)將半波電流有效值與過(guò)流電流定值做比較，當(dāng)連續(xù)m毫秒滿足半波電流有效值大于過(guò)流保護(hù)定值，則開放過(guò)流保護(hù)；
3)當(dāng)(1)或者(2)有一個(gè)滿足時(shí)，開放過(guò)流保護(hù)，過(guò)流保護(hù)開放后，將全波電流有效值與過(guò)流保護(hù)定值做比較，當(dāng)連續(xù)過(guò)流保護(hù)延時(shí)時(shí)間內(nèi)全波電流有效值都大于過(guò)流保護(hù)定值時(shí)，過(guò)流保護(hù)動(dòng)作；
步驟s3，電流保護(hù)中欠流保護(hù)的開放與動(dòng)作
1)將當(dāng)前采樣點(diǎn)的弦長(zhǎng)數(shù)值與對(duì)應(yīng)欠流保護(hù)定值的轉(zhuǎn)換值做比較，當(dāng)連續(xù)s點(diǎn)的弦長(zhǎng)數(shù)值小于此轉(zhuǎn)換值，則開放欠流保護(hù)；
2)將半波電流有效值與欠流保護(hù)定值做比較，當(dāng)連續(xù)m毫秒滿足半波電流有效值小于欠流保護(hù)定值，則開放欠流保護(hù)；
3)當(dāng)(1)或者(2)有一個(gè)滿足時(shí)，開放欠流保護(hù)，欠流保護(hù)開放后，將全波電流有效值與欠流保護(hù)定值做比較，當(dāng)連續(xù)欠流保護(hù)延時(shí)時(shí)間內(nèi)全波電流有效值都小于欠流保護(hù)定值時(shí)，欠流保護(hù)動(dòng)作。
進(jìn)一步的，步驟s1中，計(jì)算采樣點(diǎn)的弦長(zhǎng)數(shù)據(jù)的公式為：
f＝f[k]*f[k]+f[k-n]*f[k-n]-2f[k]*f[k-n]*cos(n/n*360°)
其中，k是當(dāng)前的采樣點(diǎn)的計(jì)數(shù)，f[k]是當(dāng)前的采樣點(diǎn)的幅值，n為兩個(gè)采樣點(diǎn)的相差點(diǎn)數(shù)，n為一個(gè)周波的采樣點(diǎn)數(shù)。
進(jìn)一步的，根據(jù)電流保護(hù)定值計(jì)算出相應(yīng)的保護(hù)定值轉(zhuǎn)換值：
fset＝2*fset*fset*(1-cos(n/n*360°))，fset為電流保護(hù)定值，fset是兩點(diǎn)采樣點(diǎn)值對(duì)應(yīng)的電流保護(hù)定值的轉(zhuǎn)換值，fset1為設(shè)定的過(guò)流保護(hù)定值，fset2為設(shè)定的欠流保護(hù)定值，當(dāng)fset取fset1時(shí)為過(guò)流保護(hù)定值對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換值，當(dāng)fset取fset2時(shí)為欠流保護(hù)定值對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換值。
進(jìn)一步的，n的取值為n/4。
進(jìn)一步的，s的取值由異常點(diǎn)影響的異常點(diǎn)數(shù)乘以靈敏度確定。
進(jìn)一步的，m的取值由異常點(diǎn)影響的半波積分影響時(shí)間乘以靈敏度確定。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所達(dá)到的有益效果是：本發(fā)明方法能針對(duì)變電站中電流采樣部分(傳統(tǒng)變電站交流采樣或智能變電站的數(shù)字化采樣)由于工作環(huán)境惡劣、元器件老化等多方面原因造成的異常數(shù)據(jù)，將變電站中的電流保護(hù)裝置采用上述處理方法后，能可靠規(guī)避異常數(shù)據(jù)對(duì)電流保護(hù)的影響，從而來(lái)提高變電站中電流保護(hù)裝置的可靠性。
附圖說(shuō)明
圖1是本發(fā)明方法流程圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來(lái)限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
本發(fā)明的一種防止電流采樣異常數(shù)據(jù)對(duì)電流保護(hù)影響的方法，如圖1所示，包括以下步驟：
步驟s1，在一個(gè)周波內(nèi)，計(jì)算當(dāng)前采樣點(diǎn)與間隔采樣點(diǎn)之間弦長(zhǎng)平方值，并將此值簡(jiǎn)稱為“當(dāng)前采樣點(diǎn)的弦長(zhǎng)數(shù)值”，并計(jì)算出半波電流的有效值和全波電流的有效值。
正常正弦波形采樣點(diǎn)是連續(xù)的，一個(gè)周波的采樣數(shù)據(jù)相當(dāng)于一個(gè)半徑為電流有效值的圓上的按采樣頻率連續(xù)分布的點(diǎn)，根據(jù)圓的相同夾角的弦長(zhǎng)固定不變的特征，計(jì)算兩個(gè)采樣點(diǎn)之間的弦長(zhǎng)的平方。當(dāng)采樣點(diǎn)正常時(shí)，計(jì)算出來(lái)的弦長(zhǎng)固定不變；當(dāng)有采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)發(fā)生變化時(shí)，則計(jì)算出來(lái)的弦長(zhǎng)發(fā)生改變。如果是故障電流導(dǎo)致計(jì)算出來(lái)的弦長(zhǎng)發(fā)生改變，則弦長(zhǎng)不會(huì)恢復(fù)到正常值，如果是采樣點(diǎn)異常導(dǎo)致的，則計(jì)算出來(lái)的弦長(zhǎng)還是能夠恢復(fù)到正常值。根據(jù)判定的結(jié)果以決定是否開放相應(yīng)的電流保護(hù)。
計(jì)算采樣點(diǎn)的弦長(zhǎng)數(shù)據(jù)的公式為：
f＝f[k]*f[k]+f[k-n]*f[k-n]-2f[k]*f[k-n]*cos(n/n*360°)(1)
其中，k是當(dāng)前的采樣點(diǎn)的計(jì)數(shù)，f[k]是當(dāng)前的采樣點(diǎn)的幅值，n為兩個(gè)采樣點(diǎn)的相差點(diǎn)數(shù)，n為一個(gè)周波的采樣點(diǎn)數(shù)。
根據(jù)正弦函數(shù)的連續(xù)性，以及電流異常點(diǎn)最多影響異常點(diǎn)及相鄰左右的兩個(gè)采樣點(diǎn)，故n相差越大，算出來(lái)的值影響就越小，為方便計(jì)算，本實(shí)施例中令cos(n/n*360°)＝0，即取n/n*360＝90°，此時(shí)n＝n/4；也就是說(shuō)，本實(shí)施例中兩個(gè)采樣點(diǎn)之間間隔90°。上面的公式(1)可簡(jiǎn)化為：
f＝f[k]*f[k]+f[k-n/4]*f[k-n/4](2)
依據(jù)以上理論，根據(jù)電流保護(hù)定值計(jì)算出相應(yīng)的保護(hù)定值：
fset＝2*fset*fset*(1-cos(n/n*360°))，fset為電流保護(hù)定值，fset是兩點(diǎn)采樣點(diǎn)值對(duì)應(yīng)的電流保護(hù)定值的轉(zhuǎn)換值，已知fset1為現(xiàn)有技術(shù)中設(shè)定的過(guò)流保護(hù)定值，fset2為現(xiàn)有技術(shù)中設(shè)定的欠流保護(hù)定值，當(dāng)fset取fset1時(shí)為過(guò)流保護(hù)定值對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換值，當(dāng)fset取fset2時(shí)為欠流保護(hù)定值對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換值。由于1)中n取了n/4，相應(yīng)的保護(hù)定值公式可以簡(jiǎn)化為：
fset＝2fset*fset；fset為電流保護(hù)定值
并利用半周波采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)和半波積分算法計(jì)算相應(yīng)的半波電流的有效值fs。其半波積分的計(jì)算公式為
利用全周波的采樣點(diǎn)和全波的積分算法計(jì)算全波電流的有效值ff。
步驟s2，電流保護(hù)中過(guò)流保護(hù)的開放與動(dòng)作。
(a)采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)滿足的開放
當(dāng)前采樣點(diǎn)利用公式(2)中計(jì)算出來(lái)的數(shù)據(jù)大于相應(yīng)過(guò)流保護(hù)定值(即f>fset，此fset計(jì)算公式中的fset取fset1)時(shí)，當(dāng)前采樣點(diǎn)的數(shù)據(jù)滿足過(guò)流保護(hù)開放條件。當(dāng)連續(xù)幾點(diǎn)都滿足過(guò)流保護(hù)開放條件，則真正開放過(guò)流保護(hù)。由于要連續(xù)判斷幾點(diǎn)，此時(shí)取多少點(diǎn)也是關(guān)鍵。由于異常點(diǎn)往往影響1～3點(diǎn)采樣異常，且也要一定靈敏度，這里的靈敏度取2，故最多異常點(diǎn)3與靈敏度2相乘得6，故連續(xù)判斷的點(diǎn)數(shù)為6點(diǎn)。
結(jié)合上面的分析，當(dāng)連續(xù)有6個(gè)采樣點(diǎn)滿足f>fset時(shí)，過(guò)流保護(hù)的采樣點(diǎn)過(guò)流保護(hù)開放。
(b)半波積分?jǐn)?shù)據(jù)滿足的開放
當(dāng)前采樣點(diǎn)的半波積分的有效值大于相應(yīng)過(guò)流保護(hù)定值(即fs>fset1)，當(dāng)前半波積分有效值滿足開放過(guò)流保護(hù)條件。當(dāng)連續(xù)m毫秒滿足過(guò)流開放條件，則真正開放過(guò)流。由于要連續(xù)判斷m毫秒，此時(shí)取m也是關(guān)鍵。由于一個(gè)異常點(diǎn)影響半波積分10ms數(shù)據(jù)值，且也要一定靈敏度，這里的靈敏度取3，故半波積分影響時(shí)間10ms與靈敏度3相乘得30，故半波積分的判斷時(shí)間為30ms。
結(jié)合上面的分析，當(dāng)半波積分值連續(xù)30ms滿足fs>fset1時(shí)，過(guò)流保護(hù)的半波積分過(guò)流保護(hù)開放。
綜合(a)和(b)，當(dāng)上面兩個(gè)條件只要有一個(gè)滿足時(shí)，開放過(guò)流保護(hù)。
(c)過(guò)流保護(hù)的動(dòng)作
以上滿足過(guò)流保護(hù)開放，全波積分算法計(jì)算的電流有效值滿足大于過(guò)流保護(hù)定值(即ff>fset1)且經(jīng)一定延時(shí)后，過(guò)流保護(hù)動(dòng)作。此過(guò)流保護(hù)延時(shí)時(shí)間通常為定值，可設(shè)范圍為0～20s。
步驟s3，電流保護(hù)中欠流保護(hù)的開放
(a)采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)滿足的開放
當(dāng)前采樣點(diǎn)利用公式(2)中計(jì)算出來(lái)的數(shù)據(jù)小于相應(yīng)欠流保護(hù)定值(即f<fset，此fset計(jì)算公式中fset取fset2)時(shí)，當(dāng)前采樣點(diǎn)的數(shù)據(jù)滿足欠流保護(hù)開放條件。當(dāng)連續(xù)幾點(diǎn)都滿足欠流保護(hù)開放條件，則真正開放欠流保護(hù)。此處也和過(guò)流保護(hù)開放一樣，當(dāng)連續(xù)有6個(gè)采樣點(diǎn)滿足f<fset時(shí)，欠流保護(hù)的采樣點(diǎn)過(guò)流保護(hù)開放。
(b)半波積分?jǐn)?shù)據(jù)滿足的開放
當(dāng)前采樣點(diǎn)的半波積分有效值小于相應(yīng)過(guò)流保護(hù)定值(即fs<fset2)，當(dāng)前半波積分滿足開放欠流保護(hù)條件。當(dāng)連續(xù)m毫秒滿足欠流開放條件，則真正開放欠流。此處也和過(guò)流保護(hù)開放一樣，當(dāng)半波積分值連續(xù)30ms滿足fs<fset2時(shí)，欠流保護(hù)的半波積分過(guò)流保護(hù)開放。
綜合(a)和(b)，當(dāng)上面兩個(gè)條件只要有一個(gè)滿足時(shí)，開放欠流保護(hù)。
(c)欠流保護(hù)的動(dòng)作
以上滿足欠流保護(hù)開放，，全波積分算法計(jì)算的電流有效值小于欠流保護(hù)定值(即ff<fset2)且經(jīng)一定延時(shí)后，欠流保護(hù)動(dòng)作。此欠流保護(hù)延時(shí)時(shí)間通常為定值，可設(shè)范圍為0～20s。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變型，這些改進(jìn)和變型也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。