專利名稱：一種基于瞬時(shí)故障功率方向的中壓母線保護(hù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電力系統(tǒng)母線保護(hù)方法，特別是涉及一種基于瞬時(shí)故障功率方向的中壓母線保護(hù)方法。

背景技術(shù)：
現(xiàn)有母線保護(hù)通常是集中式的電流差動(dòng)保護(hù)，其裝置復(fù)雜，接線較多，成本較高。對(duì)于出線較多，重要性較低的中壓(35kV、10kV、6kV)母線，配置集中式的電流差動(dòng)保護(hù)在經(jīng)濟(jì)上是不恰當(dāng)?shù)摹＝谟谢诠收瞎β史较虻闹袎耗妇€保護(hù)方法提出。經(jīng)文獻(xiàn)對(duì)比分析，在中壓母線出現(xiàn)區(qū)外故障時(shí)，故障線上的電流互感器極易飽和，電流互感器發(fā)生飽和的時(shí)間為5ms左右，即正確求取故障功率方向的有效數(shù)據(jù)區(qū)間為5ms，對(duì)于已提出的中壓母線保護(hù)方法要在5ms數(shù)據(jù)區(qū)間內(nèi)正確求取故障功率方向是困難的。中壓系統(tǒng)是中性點(diǎn)不完全接地系統(tǒng)，允許單相接地運(yùn)行，出現(xiàn)兩點(diǎn)兩相接地故障的概率很大，為了正確求取故障功率方向，應(yīng)按相求取故障功率方向，但已提出的大多數(shù)中壓母線保護(hù)方法不是按相求取故障功率方向的。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種基于瞬時(shí)故障功率方向的中壓母線保護(hù)方法，它可以有效地解決在5ms數(shù)據(jù)區(qū)間內(nèi)正確求取故障功率方向的問題，并有效的判定出母線區(qū)內(nèi)外故障。
本發(fā)明可以通過以下技術(shù)方案來加以實(shí)現(xiàn)，即一種基于瞬時(shí)故障功率方向的中壓母線保護(hù)方法，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 1)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)iAn，iBn，iCn和母線上電壓互感器二次線圈來的三相電壓模擬信號(hào)vAn，vBn，vCn，經(jīng)過硬件的低通濾波、鎖頻鎖相采樣得到同步的電流數(shù)值信號(hào)i’An，i’Bn，i’Cn和電壓數(shù)值信號(hào)，v’An，v’Bn，v’Cn； 2)故障啟動(dòng)故障啟動(dòng)包括自適應(yīng)故障預(yù)啟動(dòng)模塊和故障啟動(dòng)確定模塊 a、由自適應(yīng)故障預(yù)啟動(dòng)模塊輸出故障預(yù)啟動(dòng)信號(hào)由步驟1)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)模塊的自適應(yīng)正弦濾波器，自適應(yīng)正弦濾波器由一個(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)i’An(i’Bn，i’Cn)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eset1進(jìn)行比較，若e＞eset1，且誤差和∑|e(j)|大于誤差定值eset2，則輸出故障預(yù)啟動(dòng)信號(hào)； b、由故障啟動(dòng)確定模塊輸出故障啟動(dòng)信號(hào)上述故障預(yù)啟動(dòng)信號(hào)輸出后，從步驟1)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)確定模塊的正弦逼近處理器，正弦逼近處理器由一個(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)、B(t)是時(shí)間函數(shù)，A(t)、B(t)時(shí)間函數(shù)由正弦逼近處理器(62)輸出，計(jì)算和可獲得電流數(shù)字信號(hào)i’An(i’Bn，i’Cn)的瞬時(shí)幅值im和電壓數(shù)字信號(hào)v’An(v’Bn，v’Cn)的瞬時(shí)幅值Vm，若瞬時(shí)幅值im的增量im(t+Δt)-im(t)(其中Δt的取值為5ms)，大于電流定值iset1，瞬時(shí)幅值im(t+Δt)大于電流定值iset2，且瞬時(shí)幅值vm(t+Δt)小于電壓定值vset1，則輸出各項(xiàng)故障啟動(dòng)信號(hào)；所述電流定值iset2、電壓定值vset1依據(jù)母線運(yùn)行條件設(shè)定。
3)、故障類別判斷故障類別判斷模塊進(jìn)行故障類別的判斷，若三相故障啟動(dòng)信號(hào)都出現(xiàn)，其邏輯為與(AND)關(guān)系，輸出三相故障信號(hào)；若有兩相故障啟動(dòng)信號(hào)出現(xiàn)，其邏輯先為與(AND)關(guān)系，后為或(OR)關(guān)系，輸出兩相故障信號(hào)；若有一相故障啟動(dòng)信號(hào)出現(xiàn)，其邏輯為或(OR)關(guān)系，輸出單相故障信號(hào)； 4)瞬時(shí)故障功率方向判斷故障啟動(dòng)模決輸出故障啟動(dòng)信號(hào)后，依據(jù)故障類別判斷模塊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，計(jì)算另兩相電壓數(shù)字信號(hào)的瞬時(shí)幅值vm，若任一相的瞬時(shí)幅值vm(t+Δt)小于電壓定值vset1(依據(jù)母線運(yùn)行條件設(shè)定)，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Vp1減去故障前故障相電壓Vp2獲得故障前故障相線電壓Vl1，然后依據(jù)自適應(yīng)正弦濾波器，計(jì)算故障前故障相線電壓Vl1的相位v1，同時(shí)依據(jù)正弦逼近處理器，計(jì)算故障后故障相電流ip1的瞬時(shí)相位i1(t)； b、對(duì)于兩相故障，依據(jù)電流故障相，由故障前故障相電壓Vp1或Vp2減去故障前故障相電壓Vp2或Vp1獲得故障前故障相線電壓Vl1或Vl2，然后依據(jù)自適應(yīng)正弦濾波器，分別計(jì)算故障前故障相線電壓Vl1和Vl2的相位v1和v2，同時(shí)依據(jù)正弦逼近處理器，計(jì)算故障后故障相電流ip1和ip2的瞬時(shí)相位i1(t)和i2(t)； 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Vp1、Vp2和Vp3的相位v1、v2和v3，同時(shí)依據(jù)正弦逼近處理器，計(jì)算故障后故障相電流ip1、ip2和ip3的瞬時(shí)相位i1(t)、i2(t)和i3(t)； d、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i(t)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或相電壓相位v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)。
5)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，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?，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。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn) 本方法采用5ms時(shí)間區(qū)間求取的瞬時(shí)故障功率方向來實(shí)現(xiàn)中壓母線保護(hù)，不受電流互感器飽和的影響；本方法按相求取瞬時(shí)故障功率方向，能適應(yīng)兩點(diǎn)兩相接地故障的情況；本方法利用已有的線路保護(hù)單元和中心通信單元的硬件資源，增加軟件功能模塊實(shí)現(xiàn)中壓母線保護(hù)，硬件成本不增加。



圖1基于瞬時(shí)故障功率方向的中壓母線保護(hù)的方法框圖； 圖2故障啟動(dòng)方法； 圖3自適應(yīng)故障預(yù)啟動(dòng)方法； 圖4自適應(yīng)正弦濾波器結(jié)構(gòu)； 圖5故障啟動(dòng)確定方法； 圖6故障類別判斷方法； 圖7正弦逼近處理方法； 圖8瞬時(shí)故障功率方向計(jì)算方法； 圖9其它故障相選擇方法； 圖10故障前電壓相位求取方法； 圖11故障后電流相位求取方法； 圖12故障前故障相線電壓相位的求取和故障后故障相單相電流相位的求取方法； 圖13故障前故障相線電壓相位的求取和故障后故障相兩相電流相位的求取方法； 圖14故障前三相相電壓相位的求取和故障后三相相電流相位的求取方法； 圖15故障相瞬時(shí)故障功率方向的計(jì)算方法； 圖16母線區(qū)內(nèi)區(qū)外故障判斷方法； 圖17基于瞬時(shí)故障功率方向的中壓母線保護(hù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方案 以下詳細(xì)說明本發(fā)明的具體實(shí)施方案 1、從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)iAn，iBn，iCn和從母線上電壓互感器二次線圈來的三相電壓模擬信號(hào)vAn，vBn，vCn，接入各回路的低通濾波電路(11)，經(jīng)低通濾波電路(11)處理后的電流電壓模擬信號(hào)送入鎖頻鎖相采樣模塊(12)，從鎖頻鎖相采樣模塊(12)中輸出的電流電壓數(shù)字信號(hào)i’An，i’Bn，i’Cn，v’An，v’Bn，v’Cn用于故障啟動(dòng)模塊(2)和瞬時(shí)故障功率方向計(jì)算模塊(4)。
2、故障啟動(dòng)模塊(2)由自適應(yīng)故障預(yù)啟動(dòng)模塊(21)和故障啟動(dòng)確定模塊(22)組成。
1)、在自適應(yīng)故障預(yù)啟動(dòng)模塊(21)中，從鎖頻鎖相采樣模塊(12)出來的電流數(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)i’An(i’Bn，i’Cn)構(gòu)成。
自適應(yīng)正弦濾波器(61)的數(shù)學(xué)表達(dá)是 y(t)＝Acos(ωt)+Bsin(ωt) e(t)＝y(tǒng)(t)-i(t) 為了調(diào)節(jié)修正參數(shù)A和B，進(jìn)行下列修正算法 A′＝A-μe(t)cos(ωt) B′＝B-μe(t)sin(ωt) 式中A′、B′是自適應(yīng)正弦濾波器(61)參數(shù)的修正值，μ(μ＞0)是算法收斂因子并依經(jīng)驗(yàn)取值。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eset1(依據(jù)母線運(yùn)行條件設(shè)定)進(jìn)行比較，若e＞eset1，且誤差和∑|e(j)|大于誤差定值eset2(依據(jù)母線運(yùn)行條件設(shè)定)，則輸出故障預(yù)啟動(dòng)信號(hào)。
2)、輸出故障預(yù)啟動(dòng)信號(hào)后，從鎖頻鎖相采樣模塊(12)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。
在正弦逼近處理器(62)中， A(t)＝A0+A1t+A2t2+Λ+ANtN B(t)＝B0+B1t+B2t2+Λ+BNtN 記N為多項(xiàng)式函數(shù)的階數(shù)，I為一個(gè)區(qū)段里的計(jì)算點(diǎn)數(shù)，k為逼近計(jì)算次數(shù)。正弦逼近處理器(62)的修正算法為 Wk+1＝Wk-μJ/Wk μ(μ＞0)是算法收斂因子。
逼近后的正弦信號(hào)A(t)、B(t)是時(shí)間函數(shù)，A(t)、B(t)時(shí)間函數(shù)由正弦逼近處理器(62)輸出，計(jì)算和可獲得電流數(shù)字信號(hào)i’An(i’Bn，i’Cn)的瞬時(shí)幅值im和電壓數(shù)字信號(hào)v’An(v’Bn，v’Cn)的瞬時(shí)幅值vm，若瞬時(shí)幅值im的增量im(t+Δt)-im(t)大于電流定值iset1(依據(jù)母線運(yùn)行條件設(shè)定)，瞬時(shí)幅值im(t+Δt)大于電流定值iset2(依據(jù)母線運(yùn)行條件設(shè)定)，且瞬時(shí)幅值vm(t+Δt)小于電壓定值vset1(依據(jù)母線運(yùn)行條件設(shè)定)，則輸出故障啟動(dòng)信號(hào)。
3、故障啟動(dòng)模塊(2)輸出故障啟動(dòng)信號(hào)后，故障類別判斷模塊(3)進(jìn)行故障類別的判斷。若三相故障啟動(dòng)信號(hào)都出現(xiàn)，其邏輯為與(AND)關(guān)系，輸出三相故障信號(hào)；若有兩相故障啟動(dòng)信號(hào)出現(xiàn)，其邏輯先為與(AND)關(guān)系，后為或(OR)關(guān)系，輸出兩相故障信號(hào)；若有一相故障啟動(dòng)信號(hào)出現(xiàn)，其邏輯為或(OR)關(guān)系，輸出單相故障信號(hào)。
4、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。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vm，若任一相的瞬時(shí)幅值vm(t+Δt)小于電壓定值vset1，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Vp1減去故障前故障相電壓Vp2獲得故障前故障相線電壓Vl1，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Vl1的相位v1，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ip1的瞬時(shí)相位i1(t)。對(duì)于兩相故障，依據(jù)電流故障相，由故障前故障相電壓Vp1或Vp2減去故障前故障相電壓Vp2或Vp1獲得故障前故障相線電壓Vl1或Vl2，然后依據(jù)自適應(yīng)正弦濾波器(61)，分別計(jì)算故障前故障相線電壓Vl1和Vl2的相位v1和v2，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ip1和ip2的瞬時(shí)相位i1(t)和i2(t)。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Vp1、Vp2和Vp3的相位v1、v2和v3，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ip1、ip2和ip3的瞬時(shí)相位i1(t)、i2(t)和i3(t)。對(duì)于任一故障相，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i(t)在1/4周期采樣點(diǎn)的平均電流瞬時(shí)相位

即

式中Ts為一個(gè)周期的采樣點(diǎn)數(shù)，然后將故障前故障相線電壓或相電壓相位v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?，在滿足

時(shí)，該故障相的瞬時(shí)故障功率方向?yàn)樨?fù)。
5、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?，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。
在實(shí)施本發(fā)明方法時(shí)候，可將故障啟動(dòng)模塊(2)、故障類別判斷模塊(3)和瞬時(shí)故障功率方向計(jì)算模塊(4)集合成線路單元(7)，將母線區(qū)內(nèi)區(qū)外故障判斷模塊(5)作為中心單元(8)。從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)iAn，iBn，iCn和從母線上電壓互感器二次線圈來的三相電壓模擬信號(hào)vAn，vBn，vCn，接入各回路的低通濾波電路(11)，經(jīng)低通濾波電路(11)處理后的電流電壓模擬信號(hào)送入鎖頻鎖相采樣模塊(12)，從鎖頻鎖相采樣模塊(12)中輸出的電流電壓數(shù)字信號(hào)i’An，i’Bn，i’Cn，v’An，v’Bn，v’Cn送到線路單元(7)，實(shí)現(xiàn)故障啟動(dòng)模塊、故障類別判斷模塊和瞬時(shí)故障功率方向計(jì)算模塊。母線上各回路都有一個(gè)線路單元(7)，各線路單元(7)和中心單元(8)構(gòu)成一個(gè)分布式的中壓母線保護(hù)系統(tǒng)。
本發(fā)明受到重慶市自然科學(xué)基金項(xiàng)目《基于功頻瞬變信號(hào)的故障功率方向的求取》(項(xiàng)目號(hào)CSTC，2006BB3247)的資助。
權(quán)利要求
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
1)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)iAn，iBn，iCn和母線上電壓互感器二次線圈來的三相電壓模擬信號(hào)vAn，vBn，vCn，經(jīng)過硬件的低通濾波(11)、鎖頻鎖相采樣(12)得到同步的電流數(shù)值信號(hào)i’An，i’Bn，i’Cn和電壓數(shù)值信號(hào)，v’An，v’Bn，v’Cn；
2)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1)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)i’An(i’Bn，i’Cn)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eset1進(jìn)行比較，若e＞eset1，且誤差和∑|e(j)|大于誤差定值eset2，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1)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)、B(t)是時(shí)間函數(shù)，A(t)、B(t)時(shí)間函數(shù)由正弦逼近處理器(62)輸出，計(jì)算和可獲得電流數(shù)字信號(hào)i’An(i’Bn，i’Cn)的瞬時(shí)幅值im和電壓數(shù)字信號(hào)v’An(v’Bn，v’Cn)的瞬時(shí)幅值vm，若瞬時(shí)幅值im的增量im(t+Δt)-im(t)，大于電流定值iset1，瞬時(shí)幅值im(t+Δt)大于電流定值iset2，且瞬時(shí)幅值vm(t+Δt)小于電壓定值vset1，則輸出各項(xiàng)故障啟動(dòng)信號(hào)，所述Δt的取值為5ms；
3)、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)；
4)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vm，若任一相的瞬時(shí)幅值vm(t+Δt)小于電壓定值vset1，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Vp1減去故障前故障相電壓Vp2獲得故障前故障相線電壓Vl1，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Vl1的相位v1，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ip1的瞬時(shí)相位i1(t)；
b、對(duì)于兩相故障，依據(jù)電流故障相，由故障前故障相電壓Vp1或Vp2減去故障前故障相電壓Vp2或Vp1獲得故障前故障相線電壓Vl1或Vl2，然后依據(jù)自適應(yīng)正弦濾波器(61)，分別計(jì)算故障前故障相線電壓Vl1和Vl2的相位v1和v2，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ip1和ip2的瞬時(shí)相位i1(t)和i2(t)；
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Vp1、Vp2和Vp3的相位v1、v2和v3，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ip1、ip2和ip3的瞬時(shí)相位i1(t)、i2(t)和i3(t)；
d、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i(t)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或相電壓相位v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)；
5)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?，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。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于瞬時(shí)故障功率方向的中壓母線保護(hù)方法，其特征在于方法包括1.同步采樣；2.故障啟動(dòng)；3.故障類別判斷；4.瞬時(shí)故障功率方向判斷；5.母線區(qū)內(nèi)外故障判定。本方法采用5ms時(shí)間區(qū)間求取的瞬時(shí)故障功率方向來實(shí)現(xiàn)中壓母線保護(hù)，不受電流互感器飽和的影響；本方法按相求取瞬時(shí)故障功率方向，能適應(yīng)兩點(diǎn)兩相接地故障的情況；并利用已有的線路保護(hù)單元和中心通信單元的硬件資源，增加軟件功能模塊實(shí)現(xiàn)中壓母線保護(hù)，硬件成本不增加。
文檔編號(hào)H02H3/26GK101098076SQ200710078529
公開日2008年1月2日 申請(qǐng)日期2007年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月29日
發(fā)明者建 羅, 林 黃, 李亞軍, 浩 楊, 清 曾, 剛 陳, 高家志, 張繼紅 申請(qǐng)人:重慶大學(xué), 重慶市電力公司