本發(fā)明涉及線路保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種防止ct飽和時(shí)距離保護(hù)誤動(dòng)的方法。

背景技術(shù)：

在電力系統(tǒng)中，對(duì)于雙電源系統(tǒng)，在線路出口或者在母線處故障時(shí)，線路的ct(電流互感器)都可能會(huì)發(fā)生飽和。對(duì)于線路差動(dòng)保護(hù)能夠通過(guò)異步法和諧波判斷法，兩種成熟的方法可靠識(shí)別區(qū)內(nèi)或者區(qū)外的ct飽和，以便防止差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)和據(jù)動(dòng)。但是，目前，針對(duì)線路ct飽和對(duì)距離保護(hù)的影響，雖然國(guó)內(nèi)外多有研究，確實(shí)會(huì)造成距離保護(hù)的超越誤動(dòng)作，但是，如何沒(méi)有提出一種方法，來(lái)防止ct飽和時(shí)對(duì)距離保護(hù)誤動(dòng)作的影響，是當(dāng)前急需解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中無(wú)法消除ct飽和時(shí)對(duì)距離保護(hù)誤動(dòng)作影響的問(wèn)題。本發(fā)明提供的防止ct飽和時(shí)距離保護(hù)誤動(dòng)的系統(tǒng)及方法，通過(guò)在距離保護(hù)元件前增加差分濾波元件、波形鑒別元件、低壓元件、延時(shí)元件，有效避免ct飽和導(dǎo)致的距離保護(hù)誤動(dòng)作，進(jìn)而提升距離保護(hù)的可靠性，提升電網(wǎng)安全，降低了線路誤跳閘的風(fēng)險(xiǎn)，設(shè)計(jì)巧妙，具有良好的應(yīng)用前景。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種防止ct飽和時(shí)距離保護(hù)誤動(dòng)的系統(tǒng)，其特征在于：包括差分濾波元件、波形鑒別元件、低壓元件、延時(shí)元件和距離保護(hù)元件，

所述差分濾波元件的輸入端外接故障電流，用于將故障電流中的非周期分量和直流分量濾除，并濾波后的電流數(shù)據(jù)傳輸給波形鑒別元件；

所述波形鑒別元件，用于識(shí)別電流數(shù)據(jù)的電流波形是飽和電流波形或者正常電流波形；

所述低壓元件，輸入端外接故障相電壓，用于確認(rèn)故障是否發(fā)生在ct近端處；

所述延時(shí)元件的輸入端，分別與波形鑒別元件、低壓元件的輸出端相連接，用于在同時(shí)滿足電流波形為飽和電流波形和故障發(fā)生在ct近端處兩個(gè)條件時(shí)，躲過(guò)超越距離保護(hù)的暫態(tài)過(guò)程，

所述延時(shí)元件的輸出端與距離保護(hù)元件的輸入端相連接，所述距離保護(hù)元件，用于實(shí)現(xiàn)線路的距離保護(hù)。

前述的一種防止ct飽和時(shí)距離保護(hù)誤動(dòng)的系統(tǒng)，其特征在于：所述差分濾波元件的適用于采樣頻率為3200hz的故障電流采樣單元，所述差分濾波元件對(duì)于基頻分量的衰減為0，相移正向偏移78°，所述差分濾波元件內(nèi)濾波器的特性系數(shù)m＝9.979；k＝10.139，且差分濾波元件的濾波器公式，如公式(1)所示，

y(n)＝9.979*x(n)-10.139*x(n-1)(1)

其中，y(n)為差分濾波元件內(nèi)濾波器的輸出，x(n)為當(dāng)前采樣點(diǎn)的故障電流值，x(n-1)為相鄰的上一個(gè)采樣點(diǎn)的故障電流值。

前述的一種防止ct飽和時(shí)距離保護(hù)誤動(dòng)的系統(tǒng)，其特征在于：所述波形鑒別元件，檢查電流數(shù)據(jù)中相鄰采樣點(diǎn)的故障電流值是否同符號(hào)，是否同大于門(mén)檻值或者同小于門(mén)檻值，鑒別公式，如公式(2)、(3)所示，

其中，x(n)為當(dāng)前采樣點(diǎn)的故障電流值，x(n-1)為相鄰的上一個(gè)采樣點(diǎn)的故障電流值，thre為符號(hào)門(mén)檻；

設(shè)置同符號(hào)計(jì)數(shù)器cnt，若x(n)、x(n-1)滿足公式(2)或者公式(3)，則同符號(hào)計(jì)數(shù)器cnt加1；否則清零同符號(hào)計(jì)數(shù)器cnt；

檢查同符號(hào)計(jì)數(shù)器cnt是否小于設(shè)定值cntset，若小于設(shè)定值cntset，則判定電流數(shù)據(jù)的電流波形為飽和電流波形；否則，判定電流數(shù)據(jù)的電流波形為正常電流波形。

設(shè)定值cntset，根據(jù)公式(4)計(jì)算得到，

cntset≤(fs/fp)/4(4)

其中，fp為電力系統(tǒng)的頻率，fs為故障電流采樣單元的采樣頻率。

前述的一種防止ct飽和時(shí)距離保護(hù)誤動(dòng)的系統(tǒng)，其特征在于：所述低壓元件的電壓門(mén)檻值uset為相額定電壓un的30％-45％，若故障相電壓小于電壓門(mén)檻值uset，則認(rèn)為故障發(fā)生在ct近端處。

前述的一種防止ct飽和時(shí)距離保護(hù)誤動(dòng)的系統(tǒng)，其特征在于：所述延時(shí)元件，當(dāng)同時(shí)滿足電流波形為飽和電流波形和故障發(fā)生在ct近端處兩個(gè)條件時(shí)，延時(shí)數(shù)值delay根據(jù)公式(5)計(jì)算得到，確保此時(shí)的延時(shí)數(shù)值delay＞15ms，

delay＞3/(4*fp)(5)

否則，對(duì)延時(shí)元件的延時(shí)數(shù)值delay清零。

前述的一種防止ct飽和時(shí)距離保護(hù)誤動(dòng)的系統(tǒng)，其特征在于：所述距離保護(hù)元件，在延時(shí)數(shù)值delay＞15ms時(shí)，ct飽和，距離保護(hù)延時(shí)延時(shí)數(shù)值delay后動(dòng)作，躲過(guò)ct飽和的影響，防止誤動(dòng)作；在延時(shí)數(shù)值delay為零時(shí)，ct未飽和，瞬時(shí)動(dòng)作。

一種防止ct飽和時(shí)距離保護(hù)誤動(dòng)的方法，其特征在于：包括以下步驟，

步驟(a)，建立差分濾波元件，對(duì)故障電流中的非周期分量和直流分量濾除，使得電流數(shù)據(jù)的電流波形以x軸為中心，并將濾波后的電流數(shù)據(jù)傳輸給波形鑒別元件；

步驟(b)，通過(guò)波形鑒別元件，識(shí)別電流數(shù)據(jù)的電流波形是飽和電流波形或者正常電流波形；并建立低壓元件，確認(rèn)故障是否發(fā)生在ct近端處，若同時(shí)滿足電流數(shù)據(jù)的電流波形為飽和電流波形和故障發(fā)生在ct近端處兩個(gè)條件時(shí)，執(zhí)行步驟(c)；否則，執(zhí)行步驟(d)；

步驟(c)，設(shè)定延時(shí)元件，滿足延時(shí)元件的延時(shí)數(shù)值delay＞15ms，距離保護(hù)元件的距離保護(hù)延時(shí)延時(shí)數(shù)值delay后動(dòng)作，躲過(guò)ct飽和的影響，防止誤動(dòng)作；

步驟(d)，設(shè)定延時(shí)元件，將延時(shí)元件的延時(shí)數(shù)值delay清零，距離保護(hù)元件的距離保護(hù)，瞬時(shí)動(dòng)作。

前述的防止ct飽和時(shí)距離保護(hù)誤動(dòng)的方法，其特征在于：步驟(a)，建立差分濾波元件，包括以下步驟，

(a1)設(shè)定差分濾波元件采樣頻率，其的采樣頻率為3200hz的故障電流采樣單元；

(a2)設(shè)定差分濾波元件對(duì)于基頻分量的衰減為0，相移正向偏移78°；

(a3)設(shè)定差分濾波元件內(nèi)濾波器的特性系數(shù)m＝9.979；k＝10.139，且差分濾波元件的濾波器公式，如公式(1)所示，

y(n)＝9.979*x(n)-10.139*x(n-1)(1)

其中，y(n)為差分濾波元件內(nèi)濾波器的輸出，x(n)為當(dāng)前采樣點(diǎn)的故障電流值，x(n-1)為相鄰的上一個(gè)采樣點(diǎn)的故障電流值。

前述的防止ct飽和時(shí)距離保護(hù)誤動(dòng)的方法，其特征在于：其特征在于：步驟(b)通過(guò)波形鑒別元件，識(shí)別電流數(shù)據(jù)的電流波形是飽和電流波形或者正常電流波形，并建立低壓元件，確認(rèn)故障是否發(fā)生在ct近端處，包括以下步驟，

(b1)檢查電流數(shù)據(jù)中相鄰采樣點(diǎn)的故障電流值是否同符號(hào)，是否同大于門(mén)檻值或者同小于門(mén)檻值，鑒別公式，如公式(2)、(3)所示，

其中，x(n)為當(dāng)前采樣點(diǎn)的故障電流值，x(n-1)為相鄰的上一個(gè)采樣點(diǎn)的故障電流值，thre為符號(hào)門(mén)檻；

(b2)設(shè)置同符號(hào)計(jì)數(shù)器cnt，若x(n)、x(n-1)滿足公式(2)或者公式(3)，則同符號(hào)計(jì)數(shù)器cnt加1；否則清零同符號(hào)計(jì)數(shù)器cnt；

(b3)檢查同符號(hào)計(jì)數(shù)器cnt是否小于設(shè)定值cntset，若小于設(shè)定值cntset，則判定電流數(shù)據(jù)的電流波形為飽和電流波形；否則，判定電流數(shù)據(jù)的電流波形為正常電流波形，設(shè)定值cntset，根據(jù)公式(4)計(jì)算得到，

cntset≤(fs/fp)/4(4)

其中，fp為電力系統(tǒng)的頻率，fs為故障電流采樣單元的采樣頻率；

(b4)建立低壓元件，所述低壓元件的電壓門(mén)檻值uset為相額定電壓un的30％-45％，若故障相電壓小于電壓門(mén)檻值uset，則認(rèn)為故障發(fā)生在ct近端處。

前述的防止ct飽和時(shí)距離保護(hù)誤動(dòng)的方法，其特征在于：其特征在于：步驟(c)，設(shè)定延時(shí)元件，當(dāng)同時(shí)滿足電流波形為飽和電流波形和故障發(fā)生在ct近端處兩個(gè)條件時(shí)，延時(shí)數(shù)值delay根據(jù)公式(5)計(jì)算得到，確保此時(shí)的延時(shí)數(shù)值delay＞15ms，

delay＞3/(4*fp)(5)。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的防止ct飽和時(shí)距離保護(hù)誤動(dòng)的系統(tǒng)及方法，通過(guò)在距離保護(hù)元件前增加差分濾波元件、波形鑒別元件、低壓元件、延時(shí)元件，不用增加任何硬件資源，僅需要通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)差分濾波元件、波形鑒別元件、低壓元件、延時(shí)元件四個(gè)元件，即可有效避免ct飽和導(dǎo)致的距離保護(hù)誤動(dòng)作，進(jìn)而提升距離保護(hù)的可靠性，提升電網(wǎng)安全，降低了線路誤跳閘的風(fēng)險(xiǎn)，僅對(duì)距離保護(hù)增加較短延時(shí)即可躲過(guò)暫態(tài)超越，不會(huì)對(duì)距離保護(hù)的基本功能造成額外負(fù)擔(dān)和影響，提升了距離保護(hù)的可靠性，設(shè)計(jì)巧妙，具有良好的應(yīng)用前景。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的防止ct飽和時(shí)距離保護(hù)誤動(dòng)的系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖；

圖2是本發(fā)明的防止ct飽和時(shí)距離保護(hù)誤動(dòng)的方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。

如圖1所示，本發(fā)明的防止ct飽和時(shí)距離保護(hù)誤動(dòng)的系統(tǒng)，包括差分濾波元件、波形鑒別元件、低壓元件、延時(shí)元件和距離保護(hù)元件，

所述差分濾波元件的輸入端外接故障電流，用于將故障電流中的非周期分量和直流分量濾除，并濾波后的電流數(shù)據(jù)傳輸給波形鑒別元件；

所述波形鑒別元件，用于識(shí)別電流數(shù)據(jù)的電流波形是飽和電流波形或者正常電流波形；

所述低壓元件，輸入端外接故障相電壓，用于確認(rèn)故障是否發(fā)生在ct近端處；

所述延時(shí)元件的輸入端，分別與波形鑒別元件、低壓元件的輸出端相連接，用于在同時(shí)滿足電流波形為飽和電流波形和故障發(fā)生在ct近端處兩個(gè)條件時(shí)，躲過(guò)超越距離保護(hù)的暫態(tài)過(guò)程，

所述延時(shí)元件的輸出端與距離保護(hù)元件的輸入端相連接，所述距離保護(hù)元件，用于實(shí)現(xiàn)線路的距離保護(hù)。

所述差分濾波元件的適用于采樣頻率為3200hz的故障電流采樣單元，所述差分濾波元件對(duì)于基頻分量的衰減為0，相移正向偏移78°，所述差分濾波元件內(nèi)濾波器的特性系數(shù)m＝9.979；k＝10.139，且差分濾波元件的濾波器公式，如公式(1)所示，

y(n)＝9.979*x(n)-10.139*x(n-1)(1)

其中，y(n)為差分濾波元件內(nèi)濾波器的輸出，x(n)為當(dāng)前采樣點(diǎn)的故障電流值，x(n-1)為相鄰的上一個(gè)采樣點(diǎn)的故障電流值，所述差分濾波元件對(duì)基頻分量不衰減，對(duì)于低頻(包括非周期分量)有很好的濾除作用，對(duì)于高頻信號(hào)有一定的放大作用，經(jīng)本發(fā)明的差分濾波元件濾波后，可以有效將故障電流電流數(shù)據(jù)中的非周期分量濾除，避免波形鑒別元件的鑒別失誤。

所述波形鑒別元件，檢查電流數(shù)據(jù)中相鄰采樣點(diǎn)的故障電流值是否同符號(hào)，是否同大于門(mén)檻值或者同小于門(mén)檻值，鑒別公式，如公式(2)、(3)所示，

其中，x(n)為當(dāng)前采樣點(diǎn)的故障電流值，x(n-1)為相鄰的上一個(gè)采樣點(diǎn)的故障電流值，thre為符號(hào)門(mén)檻；

設(shè)置同符號(hào)計(jì)數(shù)器cnt，若x(n)、x(n-1)滿足公式(2)或者公式(3)，則同符號(hào)計(jì)數(shù)器cnt加1；否則清零同符號(hào)計(jì)數(shù)器cnt；

檢查同符號(hào)計(jì)數(shù)器cnt是否小于設(shè)定值cntset，若小于設(shè)定值cntset，則判定電流數(shù)據(jù)的電流波形為飽和電流波形；否則，判定電流數(shù)據(jù)的電流波形為正常電流波形，設(shè)定值cntset，根據(jù)公式(4)計(jì)算得到，

cntset≤(fs/fp)/4(4)

其中，fp為電力系統(tǒng)的頻率，fs為故障電流采樣單元的采樣頻率。

所述低壓元件的電壓門(mén)檻值uset為相額定電壓un的30％-45％，若故障相電壓小于電壓門(mén)檻值uset，則認(rèn)為故障發(fā)生在ct近端處，這里對(duì)于相額定電壓un為57.74v的電力系統(tǒng)，電壓門(mén)檻值uset的設(shè)置范圍為17.322v～25.983v。

所述延時(shí)元件，當(dāng)同時(shí)滿足電流波形為飽和電流波形和故障發(fā)生在ct近端處兩個(gè)條件時(shí)，延時(shí)數(shù)值delay根據(jù)公式(5)計(jì)算得到，確保此時(shí)的延時(shí)數(shù)值delay＞15ms，

delay＞3/(4*fp)(5)

否則，對(duì)延時(shí)元件的延時(shí)數(shù)值delay清零。

所述距離保護(hù)元件，在延時(shí)數(shù)值delay＞15ms時(shí)，ct飽和，距離保護(hù)延時(shí)延時(shí)數(shù)值delay后動(dòng)作，躲過(guò)ct飽和的影響，防止誤動(dòng)作；在延時(shí)數(shù)值delay為零時(shí)，ct未飽和，瞬時(shí)動(dòng)作。

如圖2所示，本發(fā)明的防止ct飽和時(shí)距離保護(hù)誤動(dòng)的方法，包括以下步驟，

步驟(a)，建立差分濾波元件，對(duì)故障電流中的非周期分量和直流分量濾除，使得電流數(shù)據(jù)的電流波形以x軸為中心，并將濾波后的電流數(shù)據(jù)傳輸給波形鑒別元件，包括以下步驟，

(a1)設(shè)定差分濾波元件采樣頻率，其的采樣頻率為3200hz的故障電流采樣單元；

(a2)設(shè)定差分濾波元件對(duì)于基頻分量的衰減為0，相移正向偏移78°；

(a3)設(shè)定差分濾波元件內(nèi)濾波器的特性系數(shù)m＝9.979；k＝10.139，且差分濾波元件的濾波器公式，如公式(1)所示，

y(n)＝9.979*x(n)-10.139*x(n-1)(1)

其中，y(n)為差分濾波元件內(nèi)濾波器的輸出，x(n)為當(dāng)前采樣點(diǎn)的故障電流值，x(n-1)為相鄰的上一個(gè)采樣點(diǎn)的故障電流值；

步驟(b)，通過(guò)波形鑒別元件，識(shí)別電流數(shù)據(jù)的電流波形是飽和電流波形或者正常電流波形；并建立低壓元件，確認(rèn)故障是否發(fā)生在ct近端處，若同時(shí)滿足電流數(shù)據(jù)的電流波形為飽和電流波形和故障發(fā)生在ct近端處兩個(gè)條件時(shí)，執(zhí)行步驟(c)；否則，執(zhí)行步驟(d)，包括以下步驟，

(b1)檢查電流數(shù)據(jù)中相鄰采樣點(diǎn)的故障電流值是否同符號(hào)，是否同大于門(mén)檻值或者同小于門(mén)檻值，鑒別公式，如公式(2)、(3)所示，

其中，x(n)為當(dāng)前采樣點(diǎn)的故障電流值，x(n-1)為相鄰的上一個(gè)采樣點(diǎn)的故障電流值，thre為符號(hào)門(mén)檻；

(b2)設(shè)置同符號(hào)計(jì)數(shù)器cnt，若x(n)、x(n-1)滿足公式(2)或者公式(3)，則同符號(hào)計(jì)數(shù)器cnt加1；否則清零同符號(hào)計(jì)數(shù)器cnt；

(b3)檢查同符號(hào)計(jì)數(shù)器cnt是否小于設(shè)定值cntset，若小于設(shè)定值cntset，則判定電流數(shù)據(jù)的電流波形為飽和電流波形；否則，判定電流數(shù)據(jù)的電流波形為正常電流波形，設(shè)定值cntset，根據(jù)公式(4)計(jì)算得到，

cntset≤(fs/fp)/4(4)

其中，fp為電力系統(tǒng)的頻率，fs為故障電流采樣單元的采樣頻率；

(b4)建立低壓元件，所述低壓元件的電壓門(mén)檻值uset為相額定電壓un的30％-45％，若故障相電壓小于電壓門(mén)檻值uset，則認(rèn)為故障發(fā)生在ct近端處；

步驟(c)，設(shè)定延時(shí)元件，滿足延時(shí)元件的延時(shí)數(shù)值delay＞15ms，距離保護(hù)元件的距離保護(hù)延時(shí)延時(shí)數(shù)值delay后動(dòng)作，躲過(guò)ct飽和的影響，防止誤動(dòng)作，具體包括以下步驟，

當(dāng)同時(shí)滿足電流波形為飽和電流波形和故障發(fā)生在ct近端處兩個(gè)條件時(shí)，延時(shí)數(shù)值delay根據(jù)公式(5)計(jì)算得到，確保此時(shí)的延時(shí)數(shù)值delay＞15ms，

delay＞3/(4*fp)(5)；

步驟(d)，設(shè)定延時(shí)元件，將延時(shí)元件的延時(shí)數(shù)值delay清零，距離保護(hù)元件的距離保護(hù)，瞬時(shí)動(dòng)作。

綜上所述，本發(fā)明的防止ct飽和時(shí)距離保護(hù)誤動(dòng)的系統(tǒng)及方法，通過(guò)在距離保護(hù)元件前增加差分濾波元件、波形鑒別元件、低壓元件、延時(shí)元件，不用增加任何硬件資源，僅需要通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)差分濾波元件、波形鑒別元件、低壓元件、延時(shí)元件四個(gè)元件，即可有效避免ct飽和導(dǎo)致的距離保護(hù)誤動(dòng)作，進(jìn)而提升距離保護(hù)的可靠性，提升電網(wǎng)安全，降低了線路誤跳閘的風(fēng)險(xiǎn)，僅對(duì)距離保護(hù)增加較短延時(shí)即可躲過(guò)暫態(tài)超越，不會(huì)對(duì)距離保護(hù)的基本功能造成額外負(fù)擔(dān)和影響，提升了距離保護(hù)的可靠性，設(shè)計(jì)巧妙，具有良好的應(yīng)用前景。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征及優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等效物界定。