一种机组启停机过程中不受频率影响的保护方法技术

一种机组启停机过程中不受频率影响的保护方法，包括以下步骤：步骤1：保护装置用固定采样频率采集启停机保护相关模拟量的采样瞬时值，所述相关模拟量包括机端侧三相电流、中性点侧三相电流、中性点侧零序电压；步骤2：保护装置根据并网断路器的位置、机端相间电压、频率、机端电流、SFC触点位置等条件判别是否投入所述启停机保护；步骤3：在所述启停机保护投入的前提下，分别采用热累积判据逻辑和采样值判据逻辑判别是否满足保护动作条件；步骤4：当步骤3中任一判据满足保护动作条件时，保护动作。该方法与信号频率完全无关，将该方法用于启停机差动保护、启停机零压保护、低频过流保护，能够实现保护在变频启停机过程中可靠快速地动作。

A method of protecting the unit from the influence of frequency in the process of starting and stopping

【技术实现步骤摘要】
一种机组启停机过程中不受频率影响的保护方法
本专利技术属于电力系统继电保护
，涉及一种适用于机组启停机过程的不受频率影响的保护方法。
技术介绍
机组有多种启机方式。发电机通过汽轮机、水轮机等原动机实现启机；燃机、抽水蓄能机组、大型调相机等优先采用静止变频器(SFC)启动方式，利用晶闸管变频器产生频率可变的交流电源对调相机进行启动。启停机过程中需配置特殊的保护，如反应相间短路和定子接地故障的启停机差动保护和启停机零压保护、反应短路故障的低频过流保护。在启停机过程中，输入到继电保护装置的电流、电压模拟量，有明显的低频特性和谐波特性，其频率处于迅速变化中，且频率变化范围很大，从0～50Hz范围都有。此外，由于注入式定子接地保护在发电机和调相机保护中应用越来越多，其通过外加电源向发电机定子绕组中注入20Hz低频交流信号，会导致中性点侧零序电压中含有20Hz信号。因此，启停机过程中基于工频的傅氏算法失效，需充分考虑此特殊工况下电气量的低频特性、变频特性和频率混叠特性，开发一种与信号频率完全无关的启停机保护方法。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提出一种机组启停机过程中不受频率影响的保护方法。该方法采用“热累积判别”和“采样值判别”为判据逻辑，判别过程完全不受频率影响。将该方法用于启停机差动保护、启停机零压保护、低频过流保护，能够实现保护可靠快速地动作。本专利技术具体采用以下技术方案：一种机组启停机过程中不受频率影响的保护方法，其特征在于，所述保护方法包括以下步骤：步骤1：保护装置用固定采样频率采集启停机保护相关模拟量的采样瞬时值，所述相关模拟量包括机端侧三相电流、中性点侧三相电流、中性点侧零序电压；步骤2：保护装置根据并网断路器的位置、机端相间电压、频率、机端电流、SFC触点位置等条件判别是否投入所述启停机保护；步骤3：在所述启停机保护投入的前提下，分别采用热累积判据逻辑和采样值判据逻辑判别是否满足保护动作条件；步骤4：当步骤3中任一判据满足保护动作条件时，保护动作。本专利技术还进一步采用以下技术方案：进一步地，在所述步骤3中，所述启停机保护为启停机差动保护、启停机零压保护或低频过流保护；其中，所述启停机差动保护同时采用所述机端侧三相电流和所述中性点侧三相电流的差流进行判别；所述启停机零压保护采用所述中性点侧零序电压进行判别；所述低频过流保护采用所述机端侧三相电流和所述中性点侧三相电流中任意一种模拟量进行判别。进一步地，所述步骤3中热累积判据逻辑包括以下步骤：步骤a：根据各采样瞬时值分别通过以下公式计算各自对应的第k个采样间隔时热累积值Accuk：Accuk＝Accuk-1+(Sampk*Sampk-Accuk-1)*TS/τ其中，Sampk为第k点的采样值，TS为采样间隔，τ为导体发热时间常数，c为导体的比热，G为导体重量，a为散热系数，S为导体冷却表面；步骤b：实时判断热累积值是否大于定值对应的热累积阈值，大于定值所对应的热累积阈值且经延时后认为满足动作条件，其中，投入所述启停机差动保护时所述定值为启停机差流定值；投入所述启停机零压保护时所述定值为启停机零压定值；投入所述低频过流保护时所述定值为低频过流定值。进一步地，所述定值对应的热累积阈值为所述定值的平方。进一步地，所述步骤3中采样值判据逻辑包括以下步骤：步骤a：采用各采样瞬时值对模拟量特征进行判别：(a-1)判断采样瞬时值的绝对值是否连续M点大于定值对应的峰值；(a-2)判断连续N个采样点中，是否有N1个点的采样瞬时值为正，且大于定值；(a-3)判断连续N个采样点中，是否有N2个点的采样瞬时值为正，且大于定值；(a-4)判断连续N个采样点中，是否有N1个点的采样瞬时值为负，且绝对值大于定值；(a-5)判断连续N个采样点中，是否有N2个点的采样瞬时值为负，且绝对值大于定值；步骤b：根据所述步骤a中的判别结果，当同时满足条件(a-1)、(a-2)、(a-5)，或同时满足条件(a-1)、(a-3)、(a-4)时，经延时后为满足动作条件；其中，投入所述启停机差动保护时所述定值为启停机差流定值；投入所述启停机零压保护时所述定值为启停机零压定值；投入所述低频过流保护时所述定值为低频过流定值。所述M的取值范围为1至6；所述N的取值范围为2至12；所述N1的取值范围为1至6；所述N2的取值范围为1至6，且N＝N1+N2。本专利技术有益效果：针对机组启停机过程中电气量的低频特性、变频特性和频率混叠特性，本专利技术提出一种机组启停机过程中不受频率影响的保护方法。该方法采用“热累积判别”和“采样值判别”为判据逻辑，其中任意一种判据满足保护动作条件时，保护动作。判别过程完全不受频率影响，适用于不同机组的多种启停机过程，且精度高，判别快，能显著降低保护误动拒动的概率，进一步保证设备和电网的安全。附图说明：图1是本专利技术所述的一种机组启停机过程中不受频率影响的保护方法的流程图。具体实施方式下面实施例结合附图对本专利技术做进一步地详细描述。本专利技术的保护范围并不局限于下面描述的具体实施例。如图1所示，本专利技术提供一种机组启停机过程中不受频率影响的保护方法，应用于启停机差动保护、启停机零压保护、低频过流保护，包括以下步骤：步骤1：保护装置通过低频特性良好的互感器，用固定采样频率(如工频为50Hz时每周波固定采样24点)采集启停机保护相关模拟量的采样瞬时值，相关模拟量包括机端侧三相电流、中性点侧三相电流以及中性点侧零序电压。步骤2：保护装置判别上述启停机保护是否投入，发电机保护装置通过并网断路器的位置、机端相间电压、频率、机端电流等条件来判别以上保护是否投入，燃机、抽水蓄能机组、调相机保护装置还需要结合SFC位置触点来判别。判别方法通过现有技术实现，此处不再赘述；步骤3：在启停机保护投入的前提下，分别采用热累积判据逻辑和采样值判据逻辑判别是否满足保护动作条件。其中，在所述步骤3中，启停机保护为启停机差动保护、启停机零压保护或低频过流保护；其中，启停机差动保护采用机端侧三相电流和中性点侧三相电流的差流进行判别，启停机零压保护采用中性点侧零序电压进行判别；低频过流保护采用机端侧三相电流或中性点侧三相电流进行判别。热累积判据逻辑包括以下步骤：步骤a：根据各采样瞬时值通过以下公式持续计算热累积值，如下：根据热平衡原理，在dt时间内，有下述热平衡方程式成立：Qdt＝cGdθ+aSθdt式中Q为导体在每秒内产生的热量，c为导体的比热，S为导体冷却表面面积(即，导体发热模型里冷却介质的部分)，a为散热系数，θ为温升，G为导体重量。方程式的右侧第一项为物体温升dθ所吸收的热量，第二项为dt时间内对冷却介质的散热。上式可化为：θ∞dt＝τdθ+θdt其中τ为导本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机组启停机过程中不受频率影响的保护方法，其特征在于，所述保护方法包括以下步骤：/n步骤1：保护装置用固定采样频率采集启停机保护相关模拟量的采样瞬时值，所述相关模拟量包括机端侧三相电流、中性点侧三相电流、中性点侧零序电压；/n步骤2：保护装置根据并网断路器的位置、机端相间电压、频率、机端电流、SFC触点位置等条件判别是否投入所述启停机保护；/n步骤3：在所述启停机保护投入的前提下，分别采用热累积判据逻辑和采样值判据逻辑判别是否满足保护动作条件；/n步骤4：当步骤3中任一判据满足保护动作条件时，保护动作。/n

【技术特征摘要】
1.一种机组启停机过程中不受频率影响的保护方法，其特征在于，所述保护方法包括以下步骤：
步骤1：保护装置用固定采样频率采集启停机保护相关模拟量的采样瞬时值，所述相关模拟量包括机端侧三相电流、中性点侧三相电流、中性点侧零序电压；
步骤2：保护装置根据并网断路器的位置、机端相间电压、频率、机端电流、SFC触点位置等条件判别是否投入所述启停机保护；
步骤3：在所述启停机保护投入的前提下，分别采用热累积判据逻辑和采样值判据逻辑判别是否满足保护动作条件；
步骤4：当步骤3中任一判据满足保护动作条件时，保护动作。


2.根据权利要求1所述的机组启停机过程中不受频率影响的保护方法，其特征在于：
在所述步骤3中，所述启停机保护为启停机差动保护、启停机零压保护或低频过流保护；
其中，所述启停机差动保护同时采用所述机端侧三相电流和所述中性点侧三相电流的差流进行判别；
所述启停机零压保护采用所述中性点侧零序电压进行判别；
所述低频过流保护采用所述机端侧三相电流和所述中性点侧三相电流中任意一种模拟量进行判别。


3.根据权利要求1所述的机组启停机过程中不受频率影响的保护方法，其特征在于：
所述步骤3中热累积判据逻辑包括以下步骤：
步骤a：根据各采样瞬时值分别通过以下公式计算各自对应的第k个采样间隔时热累积值Accuk：
Accuk＝Accuk-1+(Sampk*Sampk-Accuk-1)*TS/τ
其中，Sampk为第k点的采样值，TS为采样间隔，τ为导体发热时间常数，c为导体的比热，G为导体重量，a为散热系数，S为导体冷却表面面积；
步骤b：实时判断热累积值是否大于定值对应的热累积阈值，大于所述定值对应的热累积阈值且经延时后认为满足动作条件。


4.根据权利要求3所述的机组启停机过程中不受频率影响的保...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓琳，苏毅，邹东霞，张玲华，宋大雷，石伟，
申请(专利权)人：北京四方继保自动化股份有限公司，北京四方继保工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11