[發明專利]數字式保護繼電器及其操作方法

有效

• 申請號: 201210209912.0
• 申請日: 2012-06-19
• 公開（公告）號: CN102842891A
• 公開（公告）日: 2012-12-26
• 發明（設計）人: 鄭鍾振
• 申請（專利權）人: LS產電株式會社
• 主分類號: H02H7/00
• 分類號: H02H7/00
• 代理公司: 北京金信立方知識產權代理有限公司 11225
• 代理人: 黃威;徐愛萍

相關申請的交叉引用

根據35U.S.C.§119（a），本申請要求于2011年6月24日提交的申請號為10-2011-0061950的韓國臨時申請的在先申請日和優先權的權益，該申請的全部內容通過引用合并于此。

技術領域

本公開涉及一種保護繼電器以及所述保護繼電器的操作方法，尤其涉及一種用于增強頻率變化率繼電器元件的繼電器操作的保護繼電器以及所述保護繼電器的操作方法。

背景技術

通常，可以使用各種保護繼電器來保護電力系統中的饋電線、電動機、變壓器等。這樣的保護繼電器可以分為機械式和數字式。數字式保護繼電器可以包括繼電器、通信、數字輸入/輸出觸點等的綜合功能。當在電力系統的任何位置處發生故障時，這種數字式保護繼電器執行迅速將發生故障的部分分離的功能。尤其是，如果在分布式發電被操作與電力系統互連的同時將電力系統的一側與系統分離，則應將數字式保護繼電器的頻率變化率繼電器元件（81R）設計為與分布式發電側或者系統分離。如果不這樣做，則存在由于重新閉合而產生異步電力的顧慮，而且會引起安全事故。換言之，如果在監控頻率的頻率變化率時值等于或者大于預存的設定值，則頻率變化率繼電器元件可以用快速且準確的方式將分布式發電與其分離，以迅速處理電力系統的故障或者障礙。

零交叉方案通常可以用于測量輸入信號頻率的方法。零交叉方案通過從輸入電壓或者電流信號的波形中檢測與零點交叉的時點并且計算所檢測到的零交叉時點之間的間隔來測量頻率。然而，使用這種零交叉方案的頻率測量可能具有易受包括在輸入電壓信號中的噪聲影響的結構。尤其是，如果外部噪聲被引入以使輸入信號偏離零交叉點，則在測量頻率和實際頻率之間會產生很大的誤差，由此造成頻率變化率繼電器元件（81R）的誤動作。

發明內容

本公開旨在解決上述問題，并且本公開的目的是提供一種數字式保護繼電器以及數字式保護繼電器的操作方法，其中，附加地計算從測量頻率中獲得的一個以上頻率變化率，并且接著基于預定的標準選擇頻率變化率中的一個以用作控制繼電器操作的數據，由此防止頻率變化率繼電器元件的誤動作并且增強操作的可靠性。

為了實現本公開的上述目的，提供了一種數字式保護繼電器，并且根據本公開的數字式保護繼電器可以包括：頻率測量單元，其被配置為使用零交叉方案來測量輸入信號的頻率；頻率變化率計算單元，其被配置為計算測量頻率的各個預定周期的頻率的頻率變化率以獲得第一數據，并且多次累加和平均各個預定周期的頻率，接著計算頻率的頻率變化率以獲得一個以上第二數據；偏差計算單元，其被配置為計算預定時間間隔內的連續頻率變化率的偏差；以及操作控制器，其被配置為如果所述偏差等于或者大于基準值，則選擇第一數據和一個以上第二數據中的最小值，并且如果所述偏差小于所述基準值，則選擇第一數據，從而控制繼電器的操作。

在根據本公開實現上述目的的一實施例中，所述數字式保護繼電器的特征可以在于：所述頻率變化率計算單元將由半周期離散傅里葉變換測量到的頻率相對于時間進行微分以獲得所述第一數據。此外，所述數字式保護繼電器的特征可以在于：所述頻率變化率計算單元多次累加和平均由半周期離散傅里葉變換測量到的頻率，并且將平均值相對于時間進行微分以獲得一個以上第二數據。

在根據本公開實現上述目的的一實施例中，所述數字式保護繼電器的特征可以在于：所述偏差計算單元使用前面多個連續頻率變化率和當前頻率變化率中的最大值和最小值來計算偏差。

為了實現本公開的上述目的，提供了一種數字式保護繼電器的操作方法，所述方法可以包括：使用零交叉方案來測量輸入信號的頻率；計算所測量頻率的各個預定周期的頻率的頻率變化率以獲得第一數據；多次累加和平均各個預定周期的頻率，并且接著計算頻率的頻率變化率以獲得一個以上第二數據；計算預定時間間隔內的連續頻率變化率的偏差；如果所述偏差等于或者大于基準值，則選擇第一數據和一個以上第二數據中的最小值，并且如果所述偏差小于基準值，則選擇第一數據；以及使用所選擇的數據來控制繼電器的操作。

在根據本公開實現上述目的的一實施例中，所述方法的特征可以在于：所述獲得的第一數據是將由半周期離散傅里葉變換測量到的頻率相對于時間進行微分以獲得所述第一數據。此外，所述方法的特征可以在于：所述獲得的一個以上第二數據是多次累加和平均由半周期離散傅里葉變換測量到的頻率，并且將平均值相對于時間進行微分以獲得一個以上第二數據。

在根據本公開實現上述目的的一實施例中，所述方法的特征可以在于：所述計算偏差是計算前面多個連續頻率變化率和當前頻率變化率中的最大值和最小值的偏差。