[发明专利]一种适应电气设备变频特性的微机保护方法和装置

说明书

本发明公开一种适应电气设备变频特性的微机保护方法和装置，方法包括：获取设备运行采样数据；根据采样数据计算设备当前实际频率；根据固定频率和设备实际频率，对采样数据进行校正，得到工频校正数据；按照预设的保护计算及采样数据选取规则，基于工频校正数据或原始采样数据进行多项保护计算，并根据保护计算的结果，控制保护动作执行机构执行保护动作。利用本发明可减小频率偏移带来的计算误差，使得设备在变频启动过程中，微机保护能够获得可靠的机组电气量变化数据，进而保障保护计算和逻辑判断的可靠性。

技术领域

本发明涉及燃气轮机组、抽水蓄能机组等电气设备的微机保护技术领域，特别是一种适应电气设备变频特性的微机保护方法和装置。

背景技术

燃气轮机组和抽水蓄能机组在启动过程中，电流电压频率是变化的，而传统发电机保护算法是基于工频设计的，当电气量频率偏移工频时，将产生较大的计算误差，当偏移越大时，计算误差越大。

目前适应电气量频率变化的发电机保护算法主要有：

(1)频率跟踪算法

保护装置根据系统电气量频率的变化调整硬件采样频率，使得两个采样点之间相位差与电气量频率为工频时基本相同，故而可以采用传统的保护算法进行计算。这种算法可以有效提高电气量频率偏移时的计算精度，但也会带来一些问题，包括：

a、采用采样点计算的频率保护和过激磁保护计算值不能反应频率的变化；

b、保护装置录波反应不了频率的变化。

(2)积分算法

这种算法跟电气量频率计算无关，直接采用过零积分算法计算电气量有效值，另外可以计算差动保护差动电流和制动电流，但不能计算电气量的正序分量和负序分量。

(3)变数据窗算法

这种算法首先算频率，然后根据频率计算数据窗的长度。如保护装置采样频率为1200Hz，当前电气量频率为40Hz，则数据窗的长度为一个周波内采样点数是1200/40＝30个，然后采用全波傅氏算法计算电气量有效值。但由于电气量频率存在偏移情况，导致变化的数据窗不能和电气量实际周期精准对应，也就是一个周波内，数据窗的点数不一定是整数，如当前电气量频率为47Hz，则点数为1200/47＝25.53个，于是造成计算误差，电气量频率偏移越大，计算误差越大。

发明内容

本发明的目的是，提供一种适应电气设备变频特性的微机保护方法和装置，减小频率偏移带来的计算误差，使得设备在变频启动过程中，微机保护能够获得可靠的机组电气量变化数据，进而保障保护计算和逻辑判断的可靠性。

本发明采取的技术方案为：一种适应电气设备变频特性的微机保护方法，包括：

获取设备运行采样数据；

根据采样数据计算设备当前实际频率；

根据设备额定频率和设备实际频率，对采样数据进行校正，得到工频校正数据；

按照预设的保护计算及采样数据选取规则，基于工频校正数据或原始采样数据进行多项保护计算，并根据保护计算的结果，控制保护动作执行机构执行保护动作。

根据采样数据计算设备当前实际频率可采用现有软件测频算法。本发明在应用时，对设备运行数据的每轮采样分别获得一个数据窗，对采样数据的校正亦按照所得到的数据窗依次持续进行，从而可跟踪设备实际频率的变化。

优选的，所述设备运行采样数据为按照预设固定频率采集的，设备在启动过程中的系统电压和电流数据；

按照预设的数据点数对采样数据进行校正，得到相应数据点数的工频校正数据。设备可以是但不局限于燃汽轮机或抽水蓄能机组等。