一种用于快速相量保护的采样值异常闭锁方法及快速相量保护装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于快速相量保护的采样值异常闭锁方法。该方法先对所输入的电气量进行等间隔采样，获取采样值序列。本发明在利用相量保护判断是否有故障的同时，还根据采样值序列，采用全周傅里叶算法计算输入电气量的三个有效值结果，以此判断采样值序列是否有异常；若判定为有故障且采样值正常，则开放快速保护动作出口；若采样值异常则闭锁保护动作出口。本发明判据无需整定，动作阈值自适应，可有效避免单纯依靠采样值序列突变特征的方法在采样值异常与真正故障之间的误判问题；判别准确度和可靠性高，实时性较好。
【专利说明】-种用于快速相量保护的采样值异常闭锁方法及快速相量 保护装置
【技术领域】
[0001] 本发明属于电力系统继电保护领域，具体设及一种用于快速相量保护的采样值异 常闭锁方法及应用该方法的快速相量保护装置。
【背景技术】
[0002] 电力系统继电保护原理利用数字化手段实现时，可W采用两种方式：一种是直接 利用瞬时值，也就是采样值，进行逻辑判断，W确定保护装置是否应该动作，称为采样值形 式的数字化保护或采样值保护；另一种方式是首先利用采样值提取出电流、电压相量，也就 是有效值和相位，然后再与预设的整定值进行比较，W确定故障是否位于保护区内，称为相 量形式的数字化保护或相量保护。
[0003] 数字化保护需要利用模拟/数字转换技术，将连续变化的电压、电流模拟量进行 采样、量化，也就是数字化。在模拟量采集、模拟量数字化和采样值传输的每一个环节都可 能由于硬件故障、电磁干扰等原因造成数字化保护接收到的采样值出现异常。采样值保护 一般采取连续多次比较，动作逻辑达到一定次数后保护才出口的方法，因此受个别采样值 异常的影响相对较小。而相量保护采用固定数据窗长提取相量的有效值和相位，采样值异 常将一直影响整个数据窗内的相量保护动作行为，直到异常采样值不再包含在数据窗内为 止。而快速相量保护要求动作速度快，也无法采用延时的方法躲过采样值异常的影响，因此 快速相量保护必须采取更有效措施，应对采样值异常的影响，防止保护误动。
[0004] 目前用于数字化保护的采样值异常识别和闭锁技术主要采用基于采样值序列突 变特征的通用方法，识别原理为正常时采样值序列相邻采样点之间的突变量会严格处于某 一区间内；而发生采样值异常时，相邻采样点之间的突变量会超过该合理区间。该一类方法 包括双A/D冗余比较法，小波变换突变点检测法，立阶样条插值比较法，采样值与幅值比较 法，采样序列差分值越限法及电气量波形连续可导法等。
[0005] 然而该类基于采样值序列的识别方法由于其研究的出发点为通用方法，并不针对 某一类数字化保护应用，因此存在阔值整定难W精确化，计算量大，数据窗较长等缺陷，而 且仅能检测出特征明显的异常情况，甚至出现难W区分采样值异常与真正发生严重故障的 情况。特别是目前没有针对快速相量保护的采样值异常识别和闭锁方法，难W提高采样值 异常时的快速相量保护的动作可靠性。
【发明内容】
[0006] 为解决上述问题，本发明提供了一种用于快速相量保护的采样值异常闭锁方法。 该方法W相量保护广泛采用的全周傅里叶算法为基础，对相同数据窗内的采样值序列，计 算得到=个不同的全周傅里叶结果，比较计算结果间的差异大小，从而判断采样值是否存 在异常，并作为快速相量保护动作出口的闭锁条件。
[0007] 本发明采用的技术方案如下： 一种用于快速相量保护的采样值异常闭锁方法，先在一个基波周期T内对所输入的电 气量进行N次等间隔采样，得到采样值序列b(0 1,3, 2, ，对采样值序列进行运算，计 算出输入电气量的有效值X，并与预定的保护定值尤W进行比较判断是否有故障；还根据 采样值序列，采用全周傅里叶算法计算输入电气量的有效值，根据=个有效值计算结果判 断采样值序列是否有异常；若判定为有故障且采样值正常，则开放快速保护动作出口；若 采样值异常则闭锁保护动作出口。对于反映电流量的相量保护，输入电气量为电流量；对于 反映电压量的相量保护，输入电气量为电压量。
[000引通常的相量保护是将输入电气量的有效值X与保护定值心化较，根据比较结果 判断是否有故障，一旦判定为有故障即进行跳闽动作，但采样值异常也会导致有效值不符 合保护定值的限定，因此可能会导致误判，实际并无故障。为防止因采样值异常导致的误动 作，本发明在相量保护的同时，还对采样值异常进行识别判断，相量保护判断为有故障时， 只有在采样值正常的情况下，才认定为是真正故障，才开放快速相量保护动作出口，允许保 护动作；一旦发现采样值异常，不管相量保护的判断结果如何，直接闭锁保护动作出口，不 允许任何保护动作。该样可充分避免因采样值异常导致的保护误动作。对于有效值的计 算，常见的方法有均方根算法、半周积分算法、全周傅里叶算法和半周傅里叶算法等。保护 定值尤W的具体整定方法可依据现行国家标准和行业标准的方法进行计算，例如对于线路 的过电流保护，保护定值尤W应能反应被保护线路末端发生故障时出现的最小短路电流。
[0009] 采样值异常识别的具体步骤为： (1)根据采样值序列U(0 1,4, 2,...,；，采用全周傅里叶算法计算输入电气量的有效 值，根据使用的采样值不同，得到=个有效值计算结果而1。^也《、屯W。，计算公式为：
【权利要求】
1. 一种用于快速相量保护的采样值异常闭锁方法，先在一个基波周期T内对所输入的 电气量进行N次等间隔采样，得到采样值序列UU) 2, ，对采样值序列进行运算， 计算出输入电气量的有效值X，并与预定的保护定值进行比较判断是否有故障；其特 征在于：还根据采样值序列，采用全周傅里叶算法计算输入电气量的有效值，根据三个有效 值计算结果判断采样值序列是否有异常；若判定为有故障且采样值正常，则开放快速保护 动作出口；若采样值异常则闭锁保护动作出口。
2. 根据权利要求1所述的用于快速相量保护的采样值异常闭锁方法，其特征在于：采 样值异常识别的具体步骤为： 根据采样值序列UU)L+ 2, ，采用全周傅里叶算法计算输入电气量的有效值， 根据使用的采样值不同，得到三个有效值计算结果、石_，计算公式为：
其中石为第1个有效值不^6的实部和虚部，其计算使用了采样值序列中全 部N个采样值；为第2个有效值的实部和虚部，其计算使用了采样值序列中 序号为奇数的N/2个采样值；；为第3个有效值石_的实部和虚部，其计算使用 了采样值序列中序号为偶数的N/2个采样值； (2)判断三个有效值计算结果是否同时满足以下条件：
正常，反之，采样值异常。
3. 根据权利要求1所述的用于快速相量保护的采样值异常闭锁方法，其特征在于：快 速相量保护采用过量保护，有效值X大于等于保护定值时，判定为有故障。
4. 根据权利要求1所述的用于快速相量保护的采样值异常闭锁方法，其特征在于：快 速相量保护采用欠量保护，有效值X小于等于保护定值时，判定为有故障。
5. -种快速相量保护装置，其特征在于：应用权1-4所述的采样值异常闭锁方法。
【文档编号】G01R31/00GK104485646SQ201410759949
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年12月12日 优先权日:2014年12月12日
【发明者】刘益青, 孙天德, 王林先 申请人:积成电子股份有限公司