[發(fā)明專利]一種基于瞬時(shí)故障功率方向的中壓母線保護(hù)方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710078529.5
• 申請(qǐng)日: 2007-05-29
• 公開（公告）號(hào): CN101098076A
• 公開（公告）日: 2008-01-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅建;黃林;李亞軍;楊浩;曾清;陳剛;高家志;張繼紅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué);重慶市電力公司
• 主分類號(hào): H02H7/22
• 分類號(hào): H02H7/22;H02H3/26
• 代理公司: 重慶市恒信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 劉小紅

1、一種基于瞬時(shí)故障功率方向的中壓母線保護(hù)方法，其特征在于：該方法采用5ms時(shí)間區(qū)間按相求取的瞬時(shí)故障功率方向來區(qū)分母線區(qū)內(nèi)區(qū)外故障，該方法包括以下步驟：

步驟一、同步采樣：將母線上各回路電流互感器二次線圈來的三相電流模擬信號(hào)(i_An，i_Bn，i_Cn)和母線上電壓互感器二次線圈來的三相電壓模擬信號(hào)(v_An，v_Bn，v_Cn)，經(jīng)過硬件的低通濾波(11)和鎖頻鎖相采樣(12)得到同步的電流數(shù)字信號(hào)(i’_An，i’_Bn，i’_Cn)和電壓數(shù)字信號(hào)(v’_An，v’_Bn，v’_Cn)；

步驟二、故障啟動(dòng)：故障啟動(dòng)包括自適應(yīng)故障預(yù)啟動(dòng)模塊(21)和故障啟動(dòng)確定模塊(22)：

a、由自適應(yīng)故障預(yù)啟動(dòng)模塊(21)輸出故障預(yù)啟動(dòng)信號(hào)：由步驟一獲得的電流數(shù)字信號(hào)(i’_An(i’_Bn，i’_Cn))接入自適應(yīng)故障預(yù)啟動(dòng)模塊(21)的自適應(yīng)正弦濾波器(61)，自適應(yīng)正弦濾波器(61)由一個(gè)與電流數(shù)字信號(hào)(i’_An(i’_Bn，i’_Cn))相同頻率的正弦信號(hào)逼近電流數(shù)字信號(hào)構(gòu)成，電流數(shù)字信號(hào)(i’_An(i’_Bn，i’_Cn))與濾波器正弦信號(hào)之間的誤差e由自適應(yīng)正弦濾波器(61)輸出，并將誤差e與誤差定值e_set1進(jìn)行比較，若e>e_set1，且誤差和∑|e(j)|大于誤差定值e_set2，則輸出故障預(yù)啟動(dòng)信號(hào)；

b、由故障啟動(dòng)確定模塊(22)輸出故障啟動(dòng)信號(hào)：

上述故障預(yù)啟動(dòng)信號(hào)輸出后，從步驟一輸出的電流數(shù)字信號(hào)(i’_An(i’_Bn，i’_Cn))和電壓數(shù)字信號(hào)(v’_An(v’_Bn，v’_Cn))接入故障啟動(dòng)確定模塊(22)的正弦逼近處理器(62)，正弦逼近處理器(62)由一個(gè)與電流電壓數(shù)字信號(hào)相同頻率的正弦信號(hào)在一個(gè)時(shí)域區(qū)間逼近電流電壓數(shù)字信號(hào)構(gòu)成，逼近后的正弦信號(hào)A(t)和B(t)是時(shí)間函數(shù)，A(t)和B(t)時(shí)間函數(shù)由正弦逼近處理器(62)輸出，計(jì)算im(t)=A2(t)+B2(t)]]>和vm(t)=A2(t)+B2(t)]]>可獲得電流數(shù)字信號(hào)(i’_An(i’_Bn，i’_Cn))的瞬時(shí)幅值(i_m)和電壓數(shù)字信號(hào)(v’_An(v’_Bn，v’_Cn))的瞬時(shí)幅值(v_m)，若電流數(shù)字信號(hào)瞬時(shí)幅值(i_m)的增量i_m(t+Δt)-i_m(t)大于電流增量定值(i_set1)，電流數(shù)字信號(hào)瞬時(shí)幅值(i_m(t+Δt))大于電流定值(i_set2)，且電壓數(shù)字信號(hào)瞬時(shí)幅值(v_m(t+Δt))小于電壓定值(v_set1)，則輸出各項(xiàng)故障啟動(dòng)信號(hào)，其中Δt的取值為5ms；

步驟三、故障類別判斷：故障類別判斷模塊(3)進(jìn)行故障類別的判斷，依據(jù)各相故障啟動(dòng)信號(hào)，故障類別判斷模塊(3)輸出三相故障信號(hào)、兩相故障信號(hào)和單相故障信號(hào)；

步驟四、瞬時(shí)故障功率方向判斷：故障啟動(dòng)模塊(2)輸出故障啟動(dòng)信號(hào)后，依據(jù)故障類別判斷模塊(3)輸出的故障類別信號(hào)，在瞬時(shí)故障功率方向計(jì)算模塊(4)中計(jì)算瞬時(shí)故障功率方向，

a、對(duì)于單相故障，從接入的電壓數(shù)字信號(hào)(v’_An，v’_Bn，v’_Cn)中選擇非故障的另兩相電壓數(shù)字信號(hào)，另兩相電壓數(shù)字信號(hào)接入正弦逼近處理器(62)，計(jì)算另兩相電壓數(shù)字信號(hào)的瞬時(shí)幅值(v_m)，若任一相的電壓數(shù)字信號(hào)瞬時(shí)幅值(v_m(t+Δt))小于電壓定值(v_set1)，則選擇為另一故障相；在另一故障相選擇后，依據(jù)電流故障相，由故障前故障相電壓(v_p1)減去故障前另一故障相電壓(v_p2)獲得故障前故障相線電壓(v₁₁)，然后依據(jù)自適應(yīng)正弦濾波器(61)，計(jì)算故障前故障相線電壓(v₁₁)的相位同時(shí)依據(jù)正弦逼近處理器(62)，計(jì)算故障后故障相電流(i_p1)的瞬時(shí)相位

或b、對(duì)于兩相故障，依據(jù)電流故障相，由故障前第一故障相電壓(v_p1)減去故障前第二故障相電壓(v_p2)獲得故障前第一故障相線電壓(v₁₁)或故障前第二故障相電壓(v_p2)減去故障前第一故障相電壓(v_p1)獲得故障前第二故障相線電壓(v₁₂)，然后依據(jù)自適應(yīng)正弦濾波器(61)，分別計(jì)算故障前第一或第二故障相線電壓(v₁₁、v₁₂)的相位同時(shí)依據(jù)正弦逼近處理器(62)，計(jì)算故障后第一故障相電流(i_p1)的瞬時(shí)相位和第二故障相電流(i_p2)的瞬時(shí)相位

或c、對(duì)于三相故障，依據(jù)電流故障相，分別計(jì)算故障前故障相相電壓(v_p1、v_p2、v_p3)的相位同時(shí)依據(jù)正弦逼近處理器(62)，計(jì)算故障后故障相電流(i_p1、i_p2、i_p3)的瞬時(shí)相位

對(duì)于上述任一故障相，為求取故障相的瞬時(shí)故障功率方向，先計(jì)算故障后故障相電流瞬時(shí)相位)在1/4周期采樣點(diǎn)的平均電流瞬時(shí)相位然后將故障前故障相線電壓相位或相電壓相位與故障后故障相平均電流瞬時(shí)相位進(jìn)行比較，在滿足時(shí)，該故障相的瞬時(shí)故障功率方向?yàn)檎跐M足時(shí)，該故障相的瞬時(shí)故障功率方向?yàn)樨?fù)；

步驟五、母線區(qū)內(nèi)外故障判定：上述各回路的瞬時(shí)故障功率方向計(jì)算模塊(4)輸出的故障相瞬時(shí)故障功率方向送往母線區(qū)內(nèi)區(qū)外故障判斷模塊(5)，在各回路的瞬時(shí)故障功率方向中只要存在任一故障相的瞬時(shí)故障功率方向?yàn)檎?!-- SIPO -->則判定母線發(fā)生區(qū)外故障，反之，在各回路的瞬時(shí)故障功率方向中所有故障相的瞬時(shí)故障功率方向?yàn)樨?fù)，則判定母線發(fā)生區(qū)內(nèi)故障。