[发明专利]一种能自适应频率变化的插值式采样值保护方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种能自适应频率变化的插值式采样值保护方法，属于电力系统的继电保护技术领域。

背景技术

采样值保护是微机保护特有的一种保护形式，它直接利用离散的瞬时采样值来构成保护判据。传统的采样值保护一般遵循“R取S规则”，其基本原理是：取连续R点的数据窗，对数据窗内每个点进行判别，如果数据窗内有S点满足动作条件，则认为是故障，动作出口。但是传统的采样值保护存在动作模糊区大的缺点，动作门槛精确度不高。为了提高采样值保护的动作精度，近年来提出了插值式采样值保护，改进了“R取S规则”，其基本原理是：利用二次插值算法来生成虚拟的过零点采样值，计算数据窗内满足动作条件的时间和数据窗时间的比值，进而将该比值和内部定值进行比较，将比较结果作为保护判据。插值式采样值保护能够消除动作模糊区，具有动作精度高、动作速度快、可靠性高的特点。

但是不管是传统的采样值保护还是插值式采样值保护，其数据窗的选取及判据的设定都是基于交流量为工频的情况，如果交流量频率是变化的，当交流量频率偏离工频时，保护特性就会受到影响。当交流量频率严重偏离工频时，可能会造成采样值保护误动或拒动。例如，我国电力系统的工频为50Hz，现有的采样值保护原理都是基于50Hz工频来设计，但是在发电机启停机过程中，或者抽水蓄能机组SFC变频启动过程中，或者大型燃气轮发电机组的LCI变频启动过程中，交流量频率可能严重偏离工频，甚至会低于5Hz，此时采样值保护不能正常工作，需要退出运行，在这些工况下需要采取其他的保护措施，采样值保护的应用场合受到一定的局限。

发明内容

目的：为了克服现有技术中存在的不足，解决的现有技术中采样值保护不能自适应交流量频率的变化，本发明提供一种能自适应频率变化的插值式采样值保护方法，通过对正弦交流量的周期进行实时测量，数据窗自动根据交流量周期测量结果进行实时动态调整，这样保护的性能不受交流量频率的影响，同时能够消除动作模糊区，具有动作精度高、速度快、可靠性高的特点，特别适用于交流量频率变化范围较大的场合，具有良好的应用前景。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种能自适应频率变化的插值式采样值保护方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，设置插值式采样值保护的定值，包括三个用户可整定定值和四个内部定值；三个用户可整定定值为I_set、K_ret和t_set，四个内部定值为：I_iset、K_{iset_opt}和K_{iset_ret}；其中，I_set为交流量的动作门槛定值，按有效值整定，K_ret为返回系数定值，t_set为延时定值；内部定值I_iset为采样值门槛定值，内部定值为相位角定值，内部定值K_{iset_opt}为比率动作定值，内部定值K_{iset_ret}为比率返回定值；将定值I_iset传送给步骤六，将定值K_{iset_opt}、K_{iset_ret}传送给步骤十；

步骤二，微机保护装置对正弦交流信号进行离散化采样，采样间隔时间为固定时间Δt，得到正弦交流信号的离散化采样值序列0，将采样值序列0传送给步骤三和步骤五；

步骤三，根据步骤二传送的采样值序列0，通过插值法计算采样值序列0的过零点，生成虚拟的过零点采样值；采样值序列0加上通过插值法生成的虚拟过零点采样值，构成采样值序列4，将采样值序列4传送给步骤四；

步骤四，根据步骤三传送的采样值序列4，计算相邻的两个同向过零点之间的时间间隔，得到正弦交流信号的周期T_i，将周期T_i传送给步骤八；

步骤五，根据步骤二传送的采样值序列0，对采样值序列0中每个采样值进行取绝对值运算，得到采样值序列1，将采样值序列1传送给步骤六；

步骤六，根据步骤五传送的采样值序列1和步骤一传送的定值I_iset，对采样值序列1中每个采样值进行减去I_iset运算，得到采样值序列2，将采样值序列2传送给步骤七；