一种主变微机保护中差动速断保护实现方法.pdf

摘要
申请专利号：	CN201210292381.6	申请日：	2012.08.16
公开号：	CN102810844A	公开日：	2012.12.05
当前法律状态：	驳回	有效性：	无权
法律详情：	发明专利申请公布后的驳回IPC(主分类):H02H 7/045申请公布日:20121205\|\|\|实质审查的生效IPC(主分类):H02H 7/045申请日:20120816\|\|\|公开
IPC分类号：	H02H7/045	主分类号：	H02H7/045
申请人：	国电南瑞科技股份有限公司; 南京南瑞集团公司
发明人：	顾志飞; 郝后堂; 江卫良; 史泽兵; 郑作伟
地址：	210061 江苏省南京市高新技术开发区高新路20号
优先权：
专利代理机构：	南京纵横知识产权代理有限公司 32224	代理人：	董建林
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内容摘要

本发明公开了一种主变微机保护中差动速断保护实现方法。对变压器差流采样值进行基波半周付氏算法和基波全周付氏算法分别得到差流的有效值，利用两个差流有效值分别组成两个独立的差动速断保护模块，分别计算出各自的差动速断保护模块动作标志，两个标志取“或”后再“与”上采样值差动的动作标志决定最后的差动速断保护是否动作。该差动速断保护的实现方法具有动作门槛精度高、动作快、防止坏数据和抗饱和的优点。

权利要求书

1：一种主变微机保护中差动速断保护实现方法，其特征是，包含以下步骤： 1）对变压器差流采样值进行基波半周付氏算法和基波全周付氏算法，分别得到差流的有效值； 2）利用两个差流有效值分别组成两个独立的差动速断保护模块，分别计算出各自的差动速断保护模块动作标志； 3）两个标志取 “或” 后再 “与” 上采样值差动的动作标志，决定最后的差动速断保护是否动作。2：根据权利要求 1 所述的主变微机保护中差动速断保护实现方法，其特征是，步骤 1）中，对变压器各侧电流的采样值根据变压器主接线方式进行相位补偿后，再根据平衡系数进行调整得到的差流采样值，然后再利用半周付氏算法和全周付氏算法分别计算出差流的有效值 Id1 和 Id2。3：根据权利要求 2 所述的主变微机保护中差动速断保护实现方法，其特征是，步骤 2）中，利用半周付氏算法计算出来的 Id1 进行如下逻辑判断： (Id1/1.2) ≥ Iset_cdsd 得出动作标志 Flag1，此标志延时 3ms 动作，延时 5ms 返回；利用全周付氏算法计算出来的差流的有效值 Id2 进行如下逻辑判断： Id2 ≥ Iset_cdsd 得出另一动作标志 Flag2，此标志延时 1ms 动作，延时 5ms 返回，其中， Iset_cdsd 为差动速断门槛值。4：根据权利要求 1 所述的主变微机保护中差动速断保护实现方法，其特征是，采样值差动遵循基尔霍夫电流定律，它将相量转变为各采样点的比率差动。5：根据权利要求 2 或 3 所述的主变微机保护中差动速断保护实现方法，其特征是，全周付氏算法步骤为：其中， I*.R 表示某电流的全周傅氏的实部； I*.S 表示某电流的全周付氏的虚部； I* 表示某电流的全周付氏的幅值； N 表示每周波采样点数； i*(k) 表示 k=n-N+1 时刻的采样值 ;n 表示当前采样点。6：根据权利要求 2 或 3 所述的主变微机保护中差动速断保护实现方法，其特征是，半周付氏算法步骤为： 2 其中， I ′ *.R 表示某电流的半周傅氏的实部； I ′ *.S 表示某电流的半周付氏的虚部； I′ * 表示某电流的半周付氏的幅值； N 表示每周波采样点数； i*(k) 表示 k=n-N/2+1 时刻的采样值； n 表示当前采样点。7：根据权利要求 1 所述的主变微机保护中差动速断保护实现方法，其特征是，根据变压器主接线方式对变压器的每侧电流进行相位调整和平衡系数调整，得到所述变压器差流采样值。

说明书

一种主变微机保护中差动速断保护实现方法
    【技术领域】
     本发明涉及一种差动速断保护的实现方法 , 尤其涉及了在主变微机保护中如何实现差动速断保护动作逻辑，属于电力系统微机保护领域。背景技术
     在变压器微机保护中，一般情况下比率制动原理的差动保护能作为变压器的主保护，但是在严重内部故障时，短路电流很大的情况下， TA 严重饱和使交流暂态传变严重恶化， TA 的二次侧基波电流大大减小，高次谐波分量增大，比率制动原理的差动保护无法反映区内短路故障，从而影响了比率差动保护的快速动作，所以变压器比率制动原理的差动保护还应配有差动速断保护，作为辅助保护以加快保护在内部严重故障时的动作速度。差流速断保护为当任一相差动电流大于差动速断整定值时瞬时动作于出口。
     为保证差动速断元件在内部故障时动作的快速性和良好的抗 TA 饱和性能，现有的主变微机保护一般使用短窗算法，如半周付氏算法（但需要有对付衰减直流分量的措施），但短窗算法使得差流速断元件的动作精度相对较低，不能满足定值精度的要求。如果使用全周付氏算法，可以满足动作精度的要求，但不能满足主变内部严重故障时动作的快速性。另外在主变严重内部故障时，短路电流很大时，会使得 TA 严重饱和， TA 的二次侧基波电流大大减小，高次谐波分量也增大，虽然差动速断电流的门槛值整定很大，一般情况下可以躲过 TA 饱和和高次谐波，但为了防止差动速断保护误动或拒动，在差动速断保护中也需要采样相应的措施来保证差动速断的可靠性。发明内容
     本发明的目的是提供一种微机保护中差动速断保护的动作逻辑，相对于现有的差动速断保护逻辑，新的逻辑具有动作门槛精度高、动作快、防止坏数据和抗饱和的优点。
     为达到本发明的目的，所采用的技术方案是：
     一种主变微机保护中差动速断保护实现方法，其特征是，包含
     对变压器差流采样值进行基波半周付氏算法和基波全周付氏算法分别得到差流的有效值，利用两个差流有效值分别组成两个独立的差动速断保护模块，分别计算出各自的差动速断保护模块动作标志，两个标志取 “或” 后再 “与” 上采样值差动的动作标志决定最后的差动速断保护是否动作。
     所述的对差流采样值进行半周付氏算法和全周付氏算法分别得到差流的有效值，指的是：对变压器各侧电流的采样值根据主变接线方式进行相位补偿后，再根据平衡系数进行调整得到的差流采样值，然后再利用半周付氏算法和全周付氏算法分别计算出差流的有效值 Id1 和 Id2。
     所述的利用两个差流有效值分别组成两个独立的差动速断保护模块，分别计算出各自的差动速断保护模块动作标志，指的是：利用半周付氏算法计算出来的 Id1 进行如下逻辑判断： (Id1/1.2) ≥ Iset_cdsd （差动速断门槛值）得出动作标志 Flag1，此标志延时 3ms动作，延时 5ms 返回；利用全周付氏算法计算出来的 Id2 进行如下逻辑判断： Id2 ≥ Iset_ cdsd（差动速断门槛值）得出动作标志 Flag2，此标志延时 1ms 动作，延时 5ms 返回。
     所述的采样值差动指的是：根据基尔霍夫电流定律在电路中任何一个节点上，在任一时刻，流入节点的电流之和等于流出节点的电流之和。采样值差动遵循基尔霍夫电流定律，它将传统的相量转变为各采样点（瞬时值）的比率差动，并依靠多点重复判断来保证可靠性的，采样值差动是微机保护特有的一种差动保护。
     所述的全周付氏算法指的是：
     其中， I*.R 表示某电流的全周付氏的实部； I*.S 表示某电流的全周付氏的虚部； I* 表半周示某电流的全周付氏的幅值； N 表示每周波采样点数； i*(k) 表示每个时刻的采样值；付氏算法的原理同全周付氏算法，每周波采样点数改为 N/2 ； n 表示当前采样点。
     本发明所产生的有益效果：
     本发明的一种主变微机保护中差动速断保护的实现方法，对变压器差流采样值进行基波半周付氏算法和基波全周付氏算法分别得到差流的有效值，利用两个差流有效值分别组成两个独立的差动速断保护模块，分别计算出各自的差动速断保护模块动作标志，两个标志取 “或” 后再 “与” 上采样值差动的动作标志决定最后的差动速断保护是否动作。
     采用了半周付氏算法和全周付氏算法相结合的方法实现差动速断保护逻辑，结合各自的特点，具有动作门槛精度高，动作快优点。
     在差动速断保护逻辑中加入了采样值差动逻辑，具有防止坏数据和抗饱和的优点。
     附图说明
     图1：半周付氏和全周付氏计算变压器差流有效值逻辑图；
     图2：差动速断动作实现逻辑图；具体实施方式
     下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
     以三卷主变为例，对于主变每一侧电流通过 AD 采样转换为数字量，如图 1 图 2 所示，做如下处理：
     Step1 ：对主变的每侧电流根据变压器主接线方式进行相位调整和平衡系数调整，得到主变差流采样值 id。
     Step2 ：对差流采样值进行半周付氏算法得到差流有效值 Id1。Step3 ：对差流采样值进行全周付氏算法得到差流有效值 Id2。
     Step4 ：利用 Step2 得到的 Id1 进行差动速断逻辑判断， (Id1/1.2) ≥ Iset_cdsd （差动速断门槛值）得出动作标志 Flag1，此标志延时 3ms 动作，延时 5ms 返回。
     Step5 ：利用 Step3 得到的 Id2 进行差动速断逻辑判断， Id2 ≥ Iset_cdsd （差动速断门槛值）得出动作标志 Flag2，此标志延时 1ms 动作，延时 5ms 返回。
     Step6 ：把 Step4 输出的 Flag1 和 Step5 输出的 Flag2 标志进行相应的延时处理后取 “或” 的关系。
     Step7 ：把 Step6 输出的结果再 “与” 上采样值差动动作标志最后得到差动速断的动作标志。
     Step8 ： Step7 得到的差动速断动作标志后一直保持，当 Id2<0.95*Iset_cdsd 满足时，差动速断保护才返回。
     以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

资源描述

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1、(10)申请公布号 CN 102810844 A (43)申请公布日 2012.12.05 CN 102810844 A *CN102810844A* (21)申请号 201210292381.6 (22)申请日 2012.08.16 H02H 7/045(2006.01) (71)申请人国电南瑞科技股份有限公司地址 210061 江苏省南京市高新技术开发区高新路 20 号申请人南京南瑞集团公司 (72)发明人顾志飞郝后堂江卫良史泽兵郑作伟 (74)专利代理机构南京纵横知识产权代理有限公司 32224 代理人董建林 (54) 发明名称一种主变微机保护中差动速断保护实。

2、现方法 (57) 摘要本发明公开了一种主变微机保护中差动速断保护实现方法。对变压器差流采样值进行基波半周付氏算法和基波全周付氏算法分别得到差流的有效值，利用两个差流有效值分别组成两个独立的差动速断保护模块，分别计算出各自的差动速断保护模块动作标志，两个标志取 “或” 后再 “与” 上采样值差动的动作标志决定最后的差动速断保护是否动作。该差动速断保护的实现方法具有动作门槛精度高、动作快、防止坏数据和抗饱和的优点。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页说明书 3 页附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请权利要求书 2 页说。

3、明书 3 页附图 2 页 1/2 页 2 1. 一种主变微机保护中差动速断保护实现方法，其特征是，包含以下步骤： 1）对变压器差流采样值进行基波半周付氏算法和基波全周付氏算法，分别得到差流的有效值； 2）利用两个差流有效值分别组成两个独立的差动速断保护模块，分别计算出各自的差动速断保护模块动作标志； 3）两个标志取 “或” 后再 “与” 上采样值差动的动作标志，决定最后的差动速断保护是否动作。 2. 根据权利要求 1 所述的主变微机保护中差动速断保护实现方法，其特征是，步骤 1）中，对变压器各侧电流的采样值根据变压器主接线方式进行相位补偿后，再根据平衡系。

4、数进行调整得到的差流采样值，然后再利用半周付氏算法和全周付氏算法分别计算出差流的有效值 Id1 和 Id2。 3. 根据权利要求 2 所述的主变微机保护中差动速断保护实现方法，其特征是，步骤 2）中，利用半周付氏算法计算出来的 Id1 进行如下逻辑判断： (Id1/1.2) Iset_cdsd 得出动作标志 Flag1，此标志延时 3ms 动作，延时 5ms 返回；利用全周付氏算法计算出来的差流的有效值Id2进行如下逻辑判断： Id2Iset_cdsd得出另一动作标志Flag2，此标志延时1ms 动作，延时 5ms 返回，其中， Iset_cdsd 为差动速。

5、断门槛值。 4. 根据权利要求 1 所述的主变微机保护中差动速断保护实现方法，其特征是，采样值差动遵循基尔霍夫电流定律，它将相量转变为各采样点的比率差动。 5.根据权利要求2或3所述的主变微机保护中差动速断保护实现方法，其特征是，全周付氏算法步骤为：其中， I*.R表示某电流的全周傅氏的实部； I*.S表示某电流的全周付氏的虚部； I*表示某电流的全周付氏的幅值； N表示每周波采样点数； i*(k)表示k=n-N+1时刻的采样值;n表示当前采样点。 6.根据权利要求2或3所述的主变微机保护中差动速断保护实现方法，其特征是，半周付氏算法步骤为：权利要。

6、求书 CN 102810844 A 2 2/2 页 3 其中， I *.R表示某电流的半周傅氏的实部； I*.S表示某电流的半周付氏的虚部； I*表示某电流的半周付氏的幅值； N 表示每周波采样点数； i*(k) 表示 k=n-N/2+1 时刻的采样值； n 表示当前采样点。 7. 根据权利要求 1 所述的主变微机保护中差动速断保护实现方法，其特征是，根据变压器主接线方式对变压器的每侧电流进行相位调整和平衡系数调整，得到所述变压器差流采样值。权利要求书 CN 102810844 A 3 1/3 页 4 一种主变微机保护中差动速断保护实现方法技术领域 0001。

7、本发明涉及一种差动速断保护的实现方法 , 尤其涉及了在主变微机保护中如何实现差动速断保护动作逻辑，属于电力系统微机保护领域。背景技术 0002 在变压器微机保护中，一般情况下比率制动原理的差动保护能作为变压器的主保护，但是在严重内部故障时，短路电流很大的情况下， TA 严重饱和使交流暂态传变严重恶化， TA 的二次侧基波电流大大减小，高次谐波分量增大，比率制动原理的差动保护无法反映区内短路故障，从而影响了比率差动保护的快速动作，所以变压器比率制动原理的差动保护还应配有差动速断保护，作为辅助保护以加快保护在内部严重故障时的动作速度。差流速断保护为当任一相差动电流。

8、大于差动速断整定值时瞬时动作于出口。 0003 为保证差动速断元件在内部故障时动作的快速性和良好的抗 TA 饱和性能，现有的主变微机保护一般使用短窗算法，如半周付氏算法（但需要有对付衰减直流分量的措施），但短窗算法使得差流速断元件的动作精度相对较低，不能满足定值精度的要求。如果使用全周付氏算法，可以满足动作精度的要求，但不能满足主变内部严重故障时动作的快速性。另外在主变严重内部故障时，短路电流很大时，会使得 TA 严重饱和， TA 的二次侧基波电流大大减小，高次谐波分量也增大，虽然差动速断电流的门槛值整定很大，一般情况下可以躲过 TA 饱和和高次谐波，但。

9、为了防止差动速断保护误动或拒动，在差动速断保护中也需要采样相应的措施来保证差动速断的可靠性。发明内容 0004 本发明的目的是提供一种微机保护中差动速断保护的动作逻辑，相对于现有的差动速断保护逻辑，新的逻辑具有动作门槛精度高、动作快、防止坏数据和抗饱和的优点。 0005 为达到本发明的目的，所采用的技术方案是： 0006 一种主变微机保护中差动速断保护实现方法，其特征是，包含 0007 对变压器差流采样值进行基波半周付氏算法和基波全周付氏算法分别得到差流的有效值，利用两个差流有效值分别组成两个独立的差动速断保护模块，分别计算出各自的差动速断保护模块动作标志，两。

10、个标志取 “或” 后再 “与” 上采样值差动的动作标志决定最后的差动速断保护是否动作。 0008 所述的对差流采样值进行半周付氏算法和全周付氏算法分别得到差流的有效值，指的是：对变压器各侧电流的采样值根据主变接线方式进行相位补偿后，再根据平衡系数进行调整得到的差流采样值，然后再利用半周付氏算法和全周付氏算法分别计算出差流的有效值 Id1 和 Id2。 0009 所述的利用两个差流有效值分别组成两个独立的差动速断保护模块，分别计算出各自的差动速断保护模块动作标志，指的是：利用半周付氏算法计算出来的 Id1 进行如下逻辑判断： (Id1/1.2) Iset_cdsd 。

11、（差动速断门槛值）得出动作标志 Flag1，此标志延时 3ms 说明书 CN 102810844 A 4 2/3 页 5 动作，延时 5ms 返回；利用全周付氏算法计算出来的 Id2 进行如下逻辑判断： Id2 Iset_ cdsd（差动速断门槛值）得出动作标志 Flag2，此标志延时 1ms 动作，延时 5ms 返回。 0010 所述的采样值差动指的是：根据基尔霍夫电流定律在电路中任何一个节点上，在任一时刻，流入节点的电流之和等于流出节点的电流之和。采样值差动遵循基尔霍夫电流定律，它将传统的相量转变为各采样点（瞬时值）的比率差动，并依靠多点重复判断来。

12、保证可靠性的，采样值差动是微机保护特有的一种差动保护。 0011 所述的全周付氏算法指的是： 0012 0013 其中， I*.R表示某电流的全周付氏的实部； I*.S表示某电流的全周付氏的虚部； I*表示某电流的全周付氏的幅值； N 表示每周波采样点数； i*(k) 表示每个时刻的采样值；半周付氏算法的原理同全周付氏算法，每周波采样点数改为 N/2 ； n 表示当前采样点。 0014 本发明所产生的有益效果： 0015 本发明的一种主变微机保护中差动速断保护的实现方法，对变压器差流采样值进行基波半周付氏算法和基波全周付氏算法分别得到差流的有效值，利用两个差流有。

13、效值分别组成两个独立的差动速断保护模块，分别计算出各自的差动速断保护模块动作标志，两个标志取 “或” 后再 “与” 上采样值差动的动作标志决定最后的差动速断保护是否动作。 0016 采用了半周付氏算法和全周付氏算法相结合的方法实现差动速断保护逻辑，结合各自的特点，具有动作门槛精度高，动作快优点。 0017 在差动速断保护逻辑中加入了采样值差动逻辑，具有防止坏数据和抗饱和的优点。附图说明 0018 图 1 ：半周付氏和全周付氏计算变压器差流有效值逻辑图； 0019 图 2 ：差动速断动作实现逻辑图；具体实施方式 0020 下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实。

14、施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。 0021 以三卷主变为例，对于主变每一侧电流通过 AD 采样转换为数字量，如图 1 图 2 所示，做如下处理： 0022 Step1 ：对主变的每侧电流根据变压器主接线方式进行相位调整和平衡系数调整，得到主变差流采样值 id。 0023 Step2 ：对差流采样值进行半周付氏算法得到差流有效值 Id1。说明书 CN 102810844 A 5 3/3 页 6 0024 Step3 ：对差流采样值进行全周付氏算法得到差流有效值 Id2。 0025 Step4 ：利用 Step2 得到的 I。

15、d1 进行差动速断逻辑判断， (Id1/1.2) Iset_cdsd （差动速断门槛值）得出动作标志 Flag1，此标志延时 3ms 动作，延时 5ms 返回。 0026 Step5 ：利用 Step3 得到的 Id2 进行差动速断逻辑判断， Id2 Iset_cdsd （差动速断门槛值）得出动作标志 Flag2，此标志延时 1ms 动作，延时 5ms 返回。 0027 Step6 ：把 Step4 输出的 Flag1 和 Step5 输出的 Flag2 标志进行相应的延时处理后取 “或” 的关系。 0028 Step7 ：把 Step6 输出的结果再 “与” 上采样值差动动作标志最后得到差动速断的动作标志。 0029 Step8 ： Step7 得到的差动速断动作标志后一直保持，当 Id20.95*Iset_cdsd 满足时，差动速断保护才返回。 0030 以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。说明书 CN 102810844 A 6 1/2 页 7 图 1 说明书附图 CN 102810844 A 7 2/2 页 8 图 2 说明书附图 CN 102810844 A 8 。

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