基於相量集合的差動保護方法
2023-07-14 18:26:51 2
基於相量集合的差動保護方法
【專利摘要】本發明涉及一種基於相量集合的差動保護方法，在相當大程度上改變目前差動保護依賴於採樣值必須嚴格同步的缺點。採用跨失步時間窗內的多時刻的相量構成相量集合，由於相量集合中必然存在滿足差動保護同步要求的相量，所以可以由相量集合運算得到的差動電流和制動電流來完成差動保護，從而實現在採樣值同步或一定程度失步時，差動保護可以繼續投入使用且其靈敏度和可靠性均不受影響的目的。
【專利說明】基於相量集合的差動保護方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及ー種差動保護方法。
【背景技術】
[0002]智能變電站的過程層設備之間的採樣值數據(SV)採用DL/T860.92(IEC61850-9-2,以下稱為9_2方式)協議點對點或組網傳輸方式,雖然組網傳輸方式符合智能變電站網絡化、多間隔信息共享和簡化過程層網絡結構等發展方向，但其不同間隔SV的同步依賴於對時系統。
[0003]由於對保護裝置的技術要求是:不依賴於外部對時系統實現其保護功能。變電站網絡傳輸SV多用於故障錄波及網絡報文分析裝置和站域級保護控制裝置，在採用9-2組網傳輸方式獲得SV時，要求各支路SV嚴格同歩，SV失步可能導致保護誤動或拒動，所以目前智能變電站中的繼電保護在配置有差動保護的繼電保護裝置不採用9-2組網方式接入SV，即採用直接點對點採集；若採用9-2組網方式接入SV的繼電保護裝置需要對差動原理的保護進行限制，如不配置差動保護或配置但SV失步時退出差動保護。
[0004]也就是說，現有的差動保護方法必須依賴外部對時系統才能實現SV嚴格同步，不滿足對保護裝置的相關技術要求。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供一種基於相量的差動保護方法，用以解決目前智能變電站差動保護裝置採樣值採用9-2網絡接入方式在失步時退出的問題。
[0006]為實現上述目的，本發明的方案是:
[0007]基於相量集合的差動保護方法，包括步驟如下:
[0008]I)計算當前採樣點和前n個採樣點的相量，形成各支路對應的採樣電流集合；n*Ts>失步時間，Ts為採樣周期；
[0009]2)將各支路對應的電流集合內每個元素和其它集合的各元素分別相加形成ー個差動電流集合；在差動電流集合中求出最小差流IwLmin和最大差流;若最小差流Icd.min小於各支路當前採樣值幅值的最大值與制動係數k的乘積，0〈k〈l，則差動電流Iwl取最小差流Idmin，否則差動電流1。<1取最大差流；
[0010]3)根據制動電流的選取方法對各支路對應的電流集合進行運算，求取制動電流集合，並以制動電流集合中最大元素為制動電流Izd ;
[0011]4)根據差動保護動作判據，執行差動保護。
[0012]求最小差流Ieimin吋，首先求取差流集合中幅值最小的兩個元素，若兩最小元素相位差在160?200°之間，取最小差流Ieimin為0,否則取差流集合的最小兀素為最小差流
I cd.mill0
[0013]所述基於相量集合的差動保護方法在採樣失步時採用。
[0014]所述k 取 0.3 到 0.7。[0015]本發明採用ー種新型的差動保護方法，在相當大程度上改變目前差動保護依賴於採樣值必須嚴格同步的缺點。採用跨失步時間窗內的多時刻的相量構成相量集合，由於相量集合中必然存在滿足差動保護同步要求的相量，所以可以由相量集合運算得到的差動電流和制動電流來完成差動保護，從而實現在採樣值同步或一定程度失步時，差動保護可以繼續投入使用且其靈敏度和可靠性均不受影響的目的。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1是相量集合構成示意圖；
[0017]圖2是區內故障時差的電流Im和In —定時Icd隨0變化示意圖；
[0018]圖3是區內故障時0和Im—定時Icd隨In變化示意圖；
[0019]圖4是多端差動與兩端差動的演化示意圖；
[0020]圖5是SV米用9-2組網方式接入時失步時間不意圖。
【具體實施方式】
[0021 ] 下面結合附圖對本發明做進ー步詳細的說明。
[0022]在一個連續時間段內各個時刻的電流相量理論上存在無窮多個，在實現上我們可以根據該時間窗裡所包含的採樣點，在每個採樣點處計算ー個相量，在ー個跨失步時間窗內的多時刻的相量構成相量集合，那麼在這個相量集合中必然存在同步的相量，需要在相量集合中找出同步相量所對應的差動電流和制動電流來完成差動保護，差動保護的方法包括步驟如下:
[0023]基於相量集合的差動保護方法，包括步驟如下:
[0024]I)計算當前採樣點和前n個採樣點的相量，形成各支路對應的採樣電流集合；n*Ts>失步時間，Ts為採樣周期；
[0025]2)將各支路對應的電流集合內每個元素和其它集合的各元素分別相加形成ー個差動電流集合；在差動電流集合中求出最小差流IwLmin和最大差流;若最小差流led.niin小於各支路當前採樣值幅值的最大值與制動係數k的乘積，0〈k〈l，則差動電流Iwl取最小差流Idmin，否則差動電流1。<1取最大差流；
[0026]3)將根據各支路對應的電流集合求取制動電流集合，並以制動電流集合中最大元素為制動電流Izd ;
[0027]4)根據差動保護動作判據，執行差動保護。
[0028]以下給出ー種本發明方法的【具體實施方式】，這是ー種雙端差動保護方法(下文會論證本發明的可行性以及本發明的方法也適用於多端差動保護)。
[0029]例如:在9-2組網方式接入SV的繼電保護裝置，裝置的採樣頻率為1600點/秒，即採樣周期為Ts=0.625ms,失步時間為2.635ms。
[0030](一)生成各支路(各端)的電流相量集合
[0031]要想包含2.635ms的失步時間，可取5XTs作為相量集合的時間窗。分別計算當前採樣點和依次前推I?5個點處的相量值構成相量集,各相量如圖1所示。
[0032](ニ)由相量集合求取差動電流和制動電流
[0033]為了下文方便說明，首先定義集合加減法規則:兩集合相加減等於集合內每個元素和另ー集合各元素分別相加減形成的集合。若兩個集合的元素個數分別為m和n，則他們的和或差是ー個元素個數為m*n的集合。
[0034]>第一歩:將當前採樣點前推I~5個點,分別計算當前點(下標為0)和前推各點(下標為I~5)處的相量值,形成相量集合。對於雙端差動保護,兩端電流/M I的相量集
合分別為イ 4。Imi I I ^M4 5 j" ' ^no !Ni ^ni ^n3 ^na Ins \ °
[0035]>第二歩:兩相量集合相加求取差動電流集合。如下所示，集合加減相當於矩陣的加減運算。
【權利要求】
1.基於相量集合的差動保護方法，其特徵在於，包括步驟如下: 1)計算當前採樣點和前n個採樣點的相量，形成各支路對應的採樣電流集合；n*Ts>失步時間，Ts為採樣周期； 2)將各支路對應的電流集合內每個元素和其它集合的各元素分別相加形成一個差動電流集合；在差動電流集合中求出最小差流Idmin和最大差流;若最小差流Icimin小於各支路當前採樣值幅值的最大值與制動係數k的乘積，0〈k〈l，則差動電流Iwl取最小差流Idmin，否則差動電流1?!取最大差流； 3)根據制動電流的選取方法對各支路對應的電流集合進行運算，求取制動電流集合，並以制動電流集合中最大元素為制動電流Izd ； 4)根據差動保護動作判據，執行差動保護。
2.根據權利要求1所述的基於相量集合的差動保護方法，其特徵在於，求最小差流Iwl._時，首先求取差流集合中幅值最小的兩個元素，若兩最小元素相位差在160°~200°之間，取最小差流Icimin為0,否則取差流集合的最小兀素為最小差流Ic；d.min。
3.根據權利要求1所述的基於相量集合的差動保護方法，其特徵在於，所述基於相量集合的差動保護方法在採樣失步時採用。
4.根據權利要求1所述的基於相量集合的差動保護方法，其特徵在於，所述k取0.3到0.7。
【文檔編號】H02H3/26GK103560482SQ201310438860
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年9月24日 優先權日:2013年9月24日
【發明者】孟樂, 劉星, 李俊剛, 許雲龍, 馬儀成, 遊建軍, 韓宇, 吳水蘭, 魏勇 申請人:許繼集團有限公司, 許繼電氣股份有限公司, 許昌許繼軟體技術有限公司