波形跟蹤比較法採樣值差動的製作方法
2023-06-03 20:01:11
專利名稱：波形跟蹤比較法採樣值差動的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種新型差動保護原理，具體講是涉及一種主要應用 於微機繼電保護裝置的差動元件中的波形跟蹤比較法採樣值差動。
技術背景目前微機繼電保護裝置中的差動保護元件所使用的原理主要有 常規向量差動和採樣值差動。常規相量差動通過計算動作量和制動量的有效值或平均值構成 差動保護判據，因而在穩態過程中，保護制動特性不會因為採樣數據 窗的移動而發生改變。但這種基於相量的差動保護存在著如下不足(1) 在遇到很大的幹擾脈衝而出現個別壞數據時，其有效值或平均 值會很大，易造成保護的誤動；(2) CT飽和也是造成常規相量差動保護不正確動作的原因之一， 當引入差動迴路的CT出現嚴重飽和時，將產生較大的差流有效值， 在一定條件下就可能引起差動保護誤動；(3) 基於相量的差動保護，其計算相量需要一定的數據窗，導致在 一個周波後才能發出跳閘指令，這對於嚴重內部故障，動作時間略顯 不夠快。採樣值差動對每一個時刻的採樣值進行差動判別，在連續R次判 別中如有S次滿足判據，則輸出動作信號。它的優點是(1) 在遇到一個甚至幾個壞數據時，只要壞數據的個數小於S， 保護均不會誤判；(2) 從CT特性看，即使CT飽和比較嚴重，在過零點附近也會 有一段線性傳變區，只要合理地選擇S、 R值，就可保證外部故障時， 滿足動作判據的點數不足S點；(3 )釆樣值差動保護最快動作時間為故障後的S個採樣點發跳閘 指令，S的取值小於一個周波採樣點數，所以其動作速度一般快於常 規相量差動保護。但與常規相量差動保護不同，採樣值差動的動作需靠重複性判別 來實現，又由於採樣值的離散性，採樣初相角的不同使得採樣值差動 在動作電流大小的確定上存在一個模糊區。具體來說就是存在一個區 間[a， b]，當工頻電流有效值I滿足I>a時，採樣值差動能可靠動作， 當Kb時，採樣值差動能保證不誤動，但當a〈Kb時，採樣值差動卻 處於臨界狀態，可能動作也可能不動作，具體要根據工頻電流的相位
而定。模糊區的存在又使得採樣值差動不可靠。在實際應用中如果S和R值的選取不恰當就可能引起誤動。發明內容為解決現有技術的不足，本發明提出了一種新穎的思路，提供了 一種充分結合了常規向量差動和採樣值差動的優點，同時又儘量避免 兩者的缺點的波形跟蹤比較法採樣值差動。為達到以上目的，本發明是採用以下的技術方案來實現的一種波形跟蹤比較法釆樣值差動，其特徵在於差動電流使用瞬 時採樣值差流，經濾值濾去直流分量後再取絕對值，數據保留在數據 窗裡，形成差動電流波形；把差動動作門檻還原成標準的正弦波形再 取絕對值形成定值波形，並計算兩者之間的相位差，再把該波形移位， 用該波形與採樣值差流絕對值波形進行同相位比較，連續比較R個 點，如有S個點滿足條件則動作。前述的波形跟蹤比較法採樣值差動，其特徵在於所述的差動動作 門檻為動作定值的有效值或幅值。木發明的有益效果是該原理效果接近常規的向量差動保護，但 動作速度更快，可靠性比一般採樣值差動可靠。同時該原理在抗CT 飽和、抗勵磁湧流、抗幹擾方面有很顯著的優點。
圖1是式l^l^厶。採樣值波形比較圖；圖2是外部故障兩側經TA傳變後的二次電流波形圖； 圖3是外部故障經TA傳變後的差流示意圖； 圖4是變壓器勵磁湧流波形示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本發明作具體的介紹如下常規向量差動一般由差動電流採樣值經付氏變換求取差動電流的有效值或幅值，再用該值與差動動作門檻比較； 一般採樣值差動是採用數據窗內的差流絕對值採樣點和一個常量(即一根直線)來進行比較，由於採樣初相角的不同可能會存在模糊區；本原理則是差動電流使用瞬時採樣值差流，經濾值濾去直流分量後再取絕對值，數據 保留在數據窗裡，形成差動電流波形，把差動動作門檻(有效值或幅 值)還原成標準的正弦波形再取絕對值形成定值波形，並計算兩者之 間的相位差，再把該波形移位，用該波形與採樣值差流絕對值波形進行同相位比較，連續比較R個點，如有S個點滿足條件則動作。由於採用的是絕對值比較，有半個周波的數據窗就可表徵差動電流的特 性，因此動作速度要比常規向量快，由於採用了相位移位，進行的是 兩組波形的同相位比較，因此本原理沒有模糊區，比一般採樣值差動 可靠。判據說明現以差動判據1^一^Q來進行詳細說明。參見圖1:常規差動的 -般判據A/o—最小動作電流，A/—差動電流向量值。如果將^。還原成標準的正弦波數據則為^("△r) = |Dn( "A:r); 採樣間隔，n=0, l， 2.…為採樣點假設差流採樣值為("Ar〗=|4 lsi如Ar + a〗；"--採樣初始角。找出初始角為《的乙d正弦波數據 |" (wAr + a〗=1、 sin(湖Ar + ;貝'J式 A 禾口式l力lsin""Ar + a〗…/^sin(""Ar + "〗是等效的。因此，對於l^/一^。式的判據，如果用基于波形跟蹤比較法的採 樣值差動表示則為^ ("Ar〗2 sin(柳A7" + cr〗；a --採樣初始角使用本發明可達到以下有益效果(1) 、抗TA飽和如圖2、圖3所示，當被保護元件存在外部故障時，可能由於短 路電流大而導致TA飽和，使傳變到二次側的電流波形發生畸變，從 而產生較大的差流，這時，常規的向量差動需要添加抗飽和判據來閉 鎖差動。波形跟蹤比較法的採樣值差動，則可利用電流過零點附近T A不會飽和，差流很小，此處的點處於動作電流idO波形的下方，如 取數據窗為半個周波，如R=24、 S=22，必能躲開外部故障時TA飽 和產生的不平衡差流。(2) 、鑑別變壓器勵磁湧流 參見圖4，勵磁湧流波形在一個周期內由於間斷角的存在會有幾 點不滿足採樣值差動動作條件，此時若取一較大的數據窗進行判別， 則湧流波形不能出口 ，而內部故障時由於僅在過零點附近使採樣值差 動條件不滿足，故能達到出口條件。(3)、抗採樣中出現的壞點保護裝置在現場運行中，由於各種電磁幹擾存在，可能會使裝置 AD採樣數據出現極大點，該極大點可引起付氏原理差流幅值的大幅 度變化，如不專門處理可能會出現誤動。而基于波形比較法的採樣值 差動，用採樣值差流波形與標準波形比較，僅僅有幾個採樣點畸變， 不會滿足出口條件。以上己以較佳實施例公布本發明如上，然其並非用以限制本發 明，凡採用等同替換或等效變換等方式所獲得的技術方案，均落在本 發明的保護範圍內。
權利要求
1、波形跟蹤比較法採樣值差動，其特徵在於差動電流使用瞬時採樣值差流，經濾值濾去直流分量後再取絕對值，數據保留在數據窗裡，形成差動電流波形；把差動動作門檻還原成標準的正弦波形再取絕對值形成定值波形，並計算兩者之間的相位差，再把該波形移位，用該波形與採樣值差流絕對值波形進行同相位比較，連續比較R個點，如有S個點滿足條件則動作。
2、 根據權利要求1所述的波形跟蹤比較法採樣值差動，其特徵 在於所述的差動動作門檻為動作定值的有效值或幅值。
全文摘要
本發明涉及一種波形跟蹤比較法採樣值差動，主要用於微機繼電保護的差動保護計算中，其特徵在於差動電流使用瞬時採樣值差流，經濾值濾去直流分量後再取絕對值，數據保留在數據窗裡，形成差動電流波形；把差動動作門檻還原成標準的正弦波形再取絕對值形成定值波形，並計算兩者之間的相位差，再把該波形移位，用該波形與採樣值差流絕對值波形進行同相位比較，連續比較R個點，如有S個點滿足條件則動作。本發明效果接近常規的向量差動保護，但動作速度更快，可靠性比一般採樣值差動可靠。同時該原理在抗CT飽和、抗勵磁湧流、抗幹擾方面有很顯著的優點。
文檔編號H02H3/26GK101154801SQ20071013114
公開日2008年4月2日 申請日期2007年8月31日 優先權日2007年8月31日
發明者劉愛民, 峰 王, 肖碧濤, 許任安, 鄭有餘 申請人:國電南京自動化股份有限公司