基于虚拟电流相关度的母线保护方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电力系统及其自动化技术领域，更准确地说，本发明涉及一种母线系 统的继电保护方法。
【背景技术】
[0002] 母线是发电厂和变电站的重要组成部分，一旦发生故障，将严重影响与母线相连 的其他电气设备的正常运行，造成大面积停电。目前影响母线保护动作正确性的关键是区 外故障电流互感器饱和问题。尽管继电保护工作者提出了各种检测电流互感器饱和的判据 和方法，在一定程度上解决了电流互感器饱和对母线保护的影响，但是实际运行中仍出现 不少因电流互感器饱和而导致保护误动拒动的严重情况。因此，有必要探索新的、反应速度 更快的微机母线保护原理。
[0003] 采样值差动保护直接对各离散采样值进行处理，具有判据简洁、计算量少的特点， 特别是应用于母线保护，能满足快速切除故障的要求。但是保护动作边界不确定，存在一定 范围的模糊区并且易受干扰的影响，若整定不合适可能会导致保护误动或拒动，其保护的 抗干扰能力及可靠性需要进一步研宄。
【发明内容】
[0004] 本发明目的是：针对现有技术中的不足，提供一种母线系统保护基于虚拟电流相 关度的母线保护方法。该方法能够快速、可靠的判别母线区内外故障，不受故障类型、故障 过渡电阻的影响，并具有一定的抗TA饱和能力和对频率偏移的抵御能力，从而提高动作的 准确性及快速性。
[0005] 具体地说，本发明是采用以下技术方案实现的，包括以下步骤：
[0006] 1)数据采集和预处理：
[0007] 对母线上各条支路的A、B、C三相电流以恒定的采样频率进行电流采样，所述支路 包括母联断路器、线路和/或变压器；
[0008] 对每条支路的电流采样值在每个采样点进行滚动积分处理，对于第η条支路的电 流采样值，当采样点为k时，此点数据滚动积分用以下公式计算：
[0009]
【主权项】
1.基于虚拟电流相关度的母线保护方法，其特征在于，包括以下步骤： 1) 数据采集和预处理： 对母线上各条支路的A、B、C三相电流以恒定的采样频率进行电流采样，所述支路包括 母联断路器、线路和/或变压器； 对每条支路的电流采样值在每个采样点进行滚动积分处理，对于第n条支路的电流采 样值，当采样点为k时，此点数据滚动积分用以下公式计算：
其中，p=A，B，C表不支路电流相别，纟!表不第n条支路第k个米样点的电流米 样值，'M)表示第n条支路第k个采样点的数据滚动积分； 2) 虚拟电流合成： 将所述步骤1)中公式处理结果作为该支路电流正负的判别依据，以流入母线为正， 把第k个采样点的电流采样值处理结果为正的各支路电流求和虚拟成流入电流，记为 ，把第k个采样点的电流采样值处理结果为负的各支路电流求和虚拟成流出电流， 记为k-认），即：
其中，ki(幻表示第1个第k个采样点的电流采样值处理结果为正的支路第k个采样 点的数据滚动积分，(幻表示第2个第k个采样点的电流采样值处理结果为正的支路第 k个采样点的数据滚动积分，',（幻表示第n个第k个采样点的电流采样值处理结果为正 的支路第k个采样点的数据滚动积分，以此类推；k(幻表示第1个第k个采样点的电流 采样值处理结果为负的支路第k个采样点的数据滚动积分，仏2 (幻表示第2个第k个采 样点的电流采样值处理结果为负的支路第k个采样点的数据滚动积分，（,,,，（幻表示第n个 第k个采样点的电流采样值处理结果为负的支路第k个采样点的数据滚动积分，以此类推； p=A,B,C表示支路电流相别； 3) 计算虚拟电流相关度： 结合所述步骤1)和2)，假设某一段时间内的虚拟流入电流和虚拟流出电流采样值序 列分别为^+认）和V⑷，设该段时间内采样点数为N，则/_(幻和/p_(t)的相关度凡 根据以下公式计算：
其中，妒=A,B，C表示支路电流相别，以采样点数n表示相关度计算数据窗长度； 假设故障发生后一段时间内的采样点数为M，M彡N+1，利用上式连续计算这M点中 /pl (幻和&_(幻的相关度，每次相关度计算数据窗长度仍为N，设这段时间内连续计算R 次，R多2,得到R个相关度，求取平均值
其中，/V表示第i次计算得到&+(幻和V⑷的相关度，0 =A，B，C表示支路电流 相别； 4)保护逻辑判断： 利用所述步骤3)中计算的/^和对波形差异进行定量分析，令相关度门槛值为Pset，如果，则为母线区外故障，保护不动作；如果<Pm，且满足存在 连续两次计算的以~大于psrt，则为母线区外故障时TA饱和，保护不动作，否则为母线区内 故障，保护动作切除故障。
2.根据权利要求1所述的基于虚拟电流相关度的母线保护方法，其特征在于，相关度 门槛值Psrt的大小，由母线系统正常运行的不平衡电流和母线各出线的最大负荷电流决 定，其值在〇~1之间。
【专利摘要】本发明公开了一种基于虚拟电流相关度的母线保护方法，属于电力系统及其自动化技术领域。本发明对所述的每个支路按照固定的采样间隔采样，对每条支路的电流采样值在每个采样点进行滚动积分处理，处理结果作为支路电流正负的判别依据，通过合并同时刻采样值将多支路母线系统简化为只有虚拟流入电流和流出电流的简单母线，根据虚拟电流在母线不同运行状态下的波形特征差异，利用短数据窗连续计算虚拟电流波形相关度，根据多点相关度的数值分布情况来区分母线区内外故障。本发明能够快速、可靠的判别母线区内外故障，不受故障类型、故障过渡电阻的影响，并具有一定的抗TA饱和能力和对频率偏移的抵御能力，从而提高动作的准确性及快速性。
【IPC分类】H02H7-22
【公开号】CN104779590
【申请号】CN201510016951
【发明人】李肖博, 罗剑波, 谭凌, 李雪明, 揭萍, 陈汹, 郝后堂, 朱开阳
【申请人】国电南瑞科技股份有限公司, 国网电力科学研究院
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2015年1月13日