一种配网线路励磁涌流跳闸抑制方法技术

本发明专利技术公开了一种配网线路励磁涌流跳闸抑制方法，将数据采集系统采集的数字波形通过数字陷波器进行处理，滤除涌流波形后输送到保护故障判别程序进行计算，根据判断结果发送保护指令或不发送保护指令；单独发生涌流时，数字陷波器将采样到的波形中的涌流信号滤除，保护不会误动；涌流和故障同时发生时，数字陷波器将采样到的波形中的涌流信号滤除，保留故障波形，可以有效防止保护延时动作，缩短保护动作时间，及时切除故障。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力系统自动化领域，涉及一种配网线路励磁涌流跳闸抑制方法。
技术介绍
由于配网线路装有大量的配电变压器，在线路投运合闸瞬间，各变压器所产生的励磁涌流在线路上相互叠加，来回反射，产生了一个复杂的电磁暂态过程，在系统阻抗较小时，会出现较大的涌流，时间常数也较大，造成线路投运瞬间电流速断保护误动。由于配网线路装有大量的配电变压器，在线路投运合闸瞬间，各变压器所产生的励磁涌流在线路上相互叠加，来回反射，产生了一个复杂的电磁暂态过程，在系统阻抗较小时，会出现较大的涌流，时间常数也较大，造成线路投运瞬间电流速断保护误动。为了抑制励磁涌流的产生，目前采取的方法较多，但都存在问题。(1)分段送电法：采用分段逐级送电或隔离大容量支线后送电的方法，紧急情况下，可以快速恢复送电，保证供电可靠性。但是人员操作频繁，易于出现人身安全事故，人力投资过大，电网恢复花费时间很长。(2)保护加延时：在电流速断保护和后加速保护中加入一个短延时。该方法不用对保护装置进行改造，简单易于实施，费用少，经济效益高。但是如未发生涌流，仅发生故障时则造成了保护延时。且只能运用于短路电流不是很大，不易造成CT饱和的线路。(3)波形识别法：利用波形识别原理，装置通过波形分析，认为是涌流波形时，自动加入延时。发生故障时，根据波形区别，不加延时。但是，如果开关合闸时，故障和涌流同时发生时，就延长了保护动作时间。尤其是对r>励磁涌流衰减较慢的情况下，设备承受的故障电流时间更长，易于损坏一次设备。以上三种方法都具有局限性，迫切需要研究开发一种既不影响保护动作时间，又可以躲过励磁涌流影响的处理方法，来抑制涌流跳闸事故的发生。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种基于数字陷波器原理的配网线路励磁涌流跳闸抑制方法，旨在解决因为配网线路励磁涌流导致保护误动跳闸的问题。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种配网线路励磁涌流跳闸抑制方法，包括以下步骤：(1)通过电压互感器和电流互感器采集的配网电压和电流，并将采集的电压和电流送入数据采集系统转换为数字信号，并采集数字波形；(2)将数据采集系统采集的数字波形通过数字陷波器进行处理，滤除涌流波形；所述数字陷波器根据配网线路空载合闸时产生的励磁涌流波形、励磁涌流的衰减特性、波形分量及与配网线路故障电流的区别特征设计得到；(3)将滤除涌流波形的数字波形输送到保护故障判别程序进行计算，根据判断结果发送保护指令或不发送保护指令。作为本专利技术的进一步优选方案，根据配网线路空载合闸时产生的励磁涌流电流波形的频率特性，通过零极点配置法设计数字陷波器，消除采集的数字波形中的2次谐波、4次谐波和直流分量。作为本专利技术的进一步优选方案，所述数据采集系统采样频率为6400Hz，则采集的数字波形中的2次谐波陷波频率ω2＝4πf1/6400，4次谐波陷波频率ω4＝8πf1/6400，直流分量的陷波频率ω0＝0，基波频率f1＝50.0Hz，则有ω2＝4π×50/6400＝0.0313π；ω4＝8π×50/6400＝0.0625π；直流分量角频率ω0＝0，则滤除直流分量时，只需设置一对为1的零极点；取r＝0.99，对三个频率进行零极点配制，配制的零极点分别为zo1＝1，zo2,3＝e±j0.0313π，zo4,5＝e±j0.0625π；zp1＝0.99，zp2,3＝0.99e±j0.0313π，zp4,5＝0.99e±j0.0625π；用配制零极点方法设计的数字陷波器的传递函数为：H(z)=(z-1)(z-ej0.0313π)(z-e-j0.0313π)(z-ej0.0625π)(z-e-j0.0625π)(z-0.99)(z-0.99ej0.0313π)(z-0.99e-j0.0313π)(z-0.99ej0.0625π)(z-0.99e-j0.0625π).]]>本专利技术采用陷波器原理，设计适合配网线路励磁涌流的数字陷波器，对配网线路空载合闸时产生的励磁涌流波形进行滤除，然后再参与保护故障处理程序计算的方法，对抑制励磁涌流导致保护误动起到很好的效果。单独发生涌流时，数字陷波器将采样到的波形中的涌流信号滤除，保护不会误动；涌流和故障同时发生时，数字陷波器将采样到的波形中的涌流信号滤除，保留故障波形，可以有效防止保护延时动作，缩短保护动作时间，及时切除故障。本专利技术基于数字陷波器原理的励磁涌流波形处理方法，可以很好的达到抑制励磁涌流跳闸的目的，且方案简单可靠，有效避免了现有的分段送电法导致人员操作频繁、危机人身安全的问题，及现有保护加延时方法导致的保护延时，故障时不能及时切除的问题。附图说明图1基于数字陷波器原理的涌流跳闸抑制方法的示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步说明。如图1所示，本专利技术配网线路励磁涌流跳闸抑制方法包括以下步骤：(1)通过电压互感器和电流互感器采集的配网电压和电流，并将采集的电压和电流送入数据采集系统转换为数字信号，并采集数字波形；(2)将数据采集系统采集的数字波形通过数字陷波器进行处理，滤除涌流波形；所述数字陷波器根据配网线路空载合闸时产生的励磁涌流波形、励磁涌流的衰减特性、波形分量及与配网线路故障电流的区别特征设计得到；(3)将滤除涌流波形的数字波形输送到保护故障判别程序进行计算，根据判断结果发送保护指令或不发送保护指令。本专利技术针对涌流跳闸时保护动作电流波形的分析结果，提出对保护装置采样后的波形先通过数字陷波器进行处理，将涌流波形滤除，然后再参与保护故障判别程序，即对保护装置的数字采样算法进行改进。采用零极点配置法设计数字陷波器的传递函数，经过大量仿真试验选取相关参数。根据仿真试验结果，编制应用于保护数据采集处理的软件算法，并将其嵌套于保护数据处理程序中。本专利技术针对涌流跳闸时保护动作电流波形的分析结果，提出对保护装置采样后的波形先通过数字陷波器进行处理，将涌流波形滤除，然后再参与保护故障判别程序，即对保护装置的数字采样算法进行改进。由于励磁涌流波形中含有大量的2次谐波，少量的4次谐波和直流分量。为此，设计多频率的数字陷波器对测量信号进行滤波处理。设定测量信号中含有2次、4次谐波及直流分量。根据励磁涌流电流波形的频率特性，通过适当配置陷波器的零极点，来消除采样信号中的2次、4次谐波和直流分量。设采样频率为6400Hz，则2次谐波陷波频率本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种配网线路励磁涌流跳闸抑制方法，其特征在于包括以下步骤：(1)通过电压互感器和电流互感器采集的配网电压和电流，并将采集的电压和电流送入数据采集系统转换为数字信号，并采集数字波形；(2)将数据采集系统采集的数字波形通过数字陷波器进行处理，滤除涌流波形；所述数字陷波器根据配网线路空载合闸时产生的励磁涌流波形、励磁涌流的衰减特性、波形分量及与配网线路故障电流的区别特征设计得到；(3)将滤除涌流波形的数字波形输送到保护故障判别程序进行计算，根据判断结果发送保护指令或不发送保护指令。

【技术特征摘要】
1.一种配网线路励磁涌流跳闸抑制方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)通过电压互感器和电流互感器采集的配网电压和电流，并将采集的电
压和电流送入数据采集系统转换为数字信号，并采集数字波形；
(2)将数据采集系统采集的数字波形通过数字陷波器进行处理，滤除涌流
波形；所述数字陷波器根据配网线路空载合闸时产生的励磁涌流波形、励磁涌
流的衰减特性、波形分量及与配网线路故障电流的区别特征设计得到；
(3)将滤除涌流波形的数字波形输送到保护故障判别程序进行计算，根据
判断结果发送保护指令或不发送保护指令。
2.根据权利要求1所述的配网线路励磁涌流跳闸抑制方法，其特征在于：
根据配网线路空载合闸时产生的励磁涌流电流波形的频率特性，通过零极点配
置法设计数字陷波器，消除采集的数字波形中的2次谐波、4次谐波和直流分量。
3.根据权利要求2所述的配网线路励磁涌流跳闸抑制方法，其特征在于：
所述数据采集系统采样频率为6400Hz，则采集的数字波形中的2次谐波陷波频
率ω2＝4πf1/6...

【专利技术属性】
技术研发人员：任明辉，张维佳，赵宪军，郭峰，李向明，白晓斌，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网陕西省电力公司宝鸡供电公司，
类型：发明
国别省市：北京;11