本发明专利技术提供一种火电厂低压交流系统继电保护脱扣触发方法与装置；包括：S1、电流传感器采样火电厂三相交流电的电流；S2、利用形态学滤波算法，滤除脉冲噪声；S3、利用小波包分解算法，滤除高斯白噪声，同时提取电流特征值；S4、将电流特征值与预设的保护阈值进行比较，若电流特征值大于等于保护阈值，则中央控制单元判定为发生短路故障；S5、中央控制单元发送分断命令给脱扣触发单元，完成短路故障分断。本发明专利技术相比现有技术具有以下有益效果：通过硬件滤波和算法滤波，可以有效滤除电流信号中的噪声，避免环境干扰；配合触发脱扣单元，实现快速、可靠的断路器触发脱扣，形成一套完善的发电厂低压交流系统继电保护的脱扣触发方案。电厂低压交流系统继电保护的脱扣触发方案。电厂低压交流系统继电保护的脱扣触发方案。
【技术实现步骤摘要】
一种火电厂低压交流系统继电保护脱扣触发方法与装置
[0001]本专利技术涉及电线的短路故障检测
，具体地涉及一种火电厂低压 交流系统继电保护脱扣触发方法与装置。
技术介绍
[0002]随着社会的发展，我国对于电力的需求正在不断增涨，全国发电总量也 在不断增涨。火电厂作为发电的主力军是电力系统的重要组成部分，其安全 可靠地运行是我国电力网络稳定运行的前提。然而，火电厂低压交流系统馈 线数量众多且负载类型不同，常发生短路故障，严重影响火电厂稳定可靠的 运行。
[0003]目前广泛应用于火电厂低压交流系统中的电流三段式保护，由于对可靠 性的优先保证，在速动性及灵敏性方面难以满足需求，对短路故障的检测时 间通常超过几百毫秒，在这个过程中由于短路电流已多次到达尖峰，往往已 经对设备产生了不可逆的损坏。
[0004]针对故障检测快速性的需求，国内外均对于短路故障快速检测技术的实 现做了大量研究，例如针对电气特征量的检测方法，主要有电压，电流，电 流斜率、二阶导等。由于电压信号相比电流信号稳定性较差，易受到复杂工 况干扰，可靠性难以保证。电流变化率法在理论上克服了电流瞬时值法检测 速度慢的缺点，但其难以剔除线路或设备噪声的干扰，其安全性、可靠性无 法得到保证。
[0005]除此以外，针对暂态信号的检测方法也是故障诊断的重要依据。此前， 傅立叶变换在信号处理
有着广泛的应用，但它采用的是一个窗口函 数固定不变的分析方法，无法反映短路电流暂态分量的非平稳、持时短、时 频和频域局部化的特性。且实现该算法至少需要一个周期的采样数据，不能 够满足短路故障快速实时检测的要求。近年来，小波变换在电力系统暂态稳 定分析、动态安全分析、状态监视和故障诊断等方面的应用研究取得一定的 研究成果。其可通过伸缩和平移等运算功能实现对信号的多分辨率细化分析， 在时域与频域两个方面能有效表征局部信号的特征信息，能够实现更加高效、 快速的识别短路故障，但存在部分短路相角下特征信息不明显等问题。
[0006]经对现有技术的文献检索发现，中国专利文献的公开号CN104714078A
ꢀ“
电平信号的分析方法和触发脱扣器的方法”以及CN102142674A“船舶岸 电系统单相接地故障选择性切除方法”中都对故障检测方法和脱扣触发方法 进行了相关描述，但仍存在如下不足之处：实现故障检测算法至少需要一个 采样周期数据，不能够满足短路故障快速实时检测的要求，且算法需要较高 的算力支持，硬件成本高；信号稳定性差，易受到复杂工况干扰，可靠性难 以保证。
技术实现思路
[0007]本专利技术要解决的技术问题，在于提供一种火电厂低压交流系统继电保护 脱扣触发方法与装置，满足短路故障快速、高效、可靠的实时检测与脱扣触 发。
[0008]本专利技术是这样实现的：
[0009]一种火电厂低压交流系统继电保护脱扣触发方法，包括以下步骤：
[0010]S1、电流传感器采样火电厂三相交流电的电流，得到采样信号；
[0011]S2、利用形态学滤波算法，滤除所述采样信号中的脉冲噪声，得到初步 处理信号；
[0012]S3、利用小波包分解算法，滤除所述初步处理信号中的高斯白噪声，同 时提取电流特征值；
[0013]S4、将所述电流特征值与预设的保护阈值进行比较，若所述电流特征值 大于等于所述保护阈值，则中央控制单元判定为发生短路故障，转到S5； 若所述电流特征值小于所述保护阈值，转到S1；
[0014]S5、中央控制单元发送分断命令给脱扣触发单元，完成短路故障分断。
[0015]进一步地，所述S4具体为：
[0016]S4
‑
1、将所述电流特征值与预设的速动保护阈值和后备保护阈值进行比 较，若所述电流特征值大于等于所述速动保护阈值，则所述中央控制单元判 定为发生短路故障，转到所述S5；若所述电流特征值小于所述速动保护阈 值且大于等于所述后备保护阈值，则开启斜率检测，转到S4
‑
2；若所述电 流特征值小于所述后备保护阈值，转到所述S1；
[0017]S4
‑
2、在设定的检测时间窗口内，根据所述电流特征值，持续计算电流 斜率，若所述电流斜率超过预设的斜率阈值，则所述中央控制单元判定为发 生短路故障，转到所述S5；若所述电流斜率没有超过斜率阈值，则所述中 央控制单元判定为发生扰动，关闭斜率检测，转到所述S1。
[0018]进一步地，在所述S3中提取电流特征值具体为：利用离散小波变换将 输入信号通过高通滤波器G和低通滤波器H来分解处理，从而确定出高频 细节分量W和低频平滑分量S；将所述初步处理信号连续通过三次低通滤 波器H获得的第四尺度高频细节分量，再对所述第四尺度高频细节分量进 一步分解，提取出第五尺度高频细节分量。
[0019]进一步地，所述S1具体为：
[0020]S1
‑
1、电流传感器包括罗氏线圈，三个所述罗氏线圈安装在火电厂三相 交流电的三条相线上，得到模拟采样信号；
[0021]S1
‑
2、将所述模拟采样信号进行积分、放大、滤波处理，生成预处理模 拟采样信号；
[0022]S1
‑
3、将所述预处理模拟采样信号转换成数字采样信号，转到所述S2。
[0023]一种火电厂低压交流系统继电保护脱扣触发装置，包括：
[0024]中央控制单元，与电流传感器、脱扣触发单元电连接；
[0025]所述电流传感器用于采样火电厂三相交流电的电流，得到采样信号；
[0026]所述中央控制单元包括存储模块、第一处理模块、第二处理模块、比较 模块与判定模块；
[0027]所述存储模块用于接收所述采样信号并存储；
[0028]所述第一处理模块用于调取存储的所述采样信号，再通过形态学滤波算 法滤除其中的脉冲噪声，得到初步处理信号；
[0029]所述第二处理模块用于接收所述初步处理信号，再通过小波包分解算法 滤除其中的高斯白噪声，同时提取电流特征值；
[0030]所述比较模块用于预设保护阈值，将所述电流特征值与所述保护阈值进 行比较，
易于安装、可靠性好、抗干扰能力强、测量精度高以及无铁芯饱和现象等优 点，可满足复杂电磁条件下的短路故障电流检测。4、信号处理电路先对模 拟采样信号进行硬件电路方面的滤波，尽可能地滤除高频信号，减轻后续软 件滤波的压力；再利用A/D转换芯片进行A/D转换，提高采样精度，降低了 采样延时；再利用形态学滤波算法和小波包分解算法加强滤波效果，有利于 更加准确高效地提取电流特征值。5、配合触发脱扣单元，满足短路故障快 速、高效、可靠的实时检测与脱扣触发，形成一套基于形态学算法滤波、小 波包分解算法滤波以及电流斜率判据的发电厂低压交流系统继电保护的脱 扣触发方案。
附图说明
[0045]下面参照附图结合实施例对本专利技术作进一步的说明。
[0046]图1是本专利技术的火本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种火电厂低压交流系统继电保护脱扣触发方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、电流传感器采样火电厂三相交流电的电流，得到采样信号；S2、利用形态学滤波算法，滤除所述采样信号中的脉冲噪声，得到初步处理信号；S3、利用小波包分解算法，滤除所述初步处理信号中的高斯白噪声，同时提取电流特征值；S4、将所述电流特征值与预设的保护阈值进行比较，若所述电流特征值大于等于所述保护阈值，则中央控制单元判定为发生短路故障，转到S5；若所述电流特征值小于所述保护阈值，转到S1；S5、中央控制单元发送分断命令给脱扣触发单元，完成短路故障分断。2.根据权利要求1所述的一种火电厂低压交流系统继电保护脱扣触发方法，其特征在于，所述S4具体为：S4
‑
1、将所述电流特征值与预设的速动保护阈值和后备保护阈值进行比较，若所述电流特征值大于等于所述速动保护阈值，则所述中央控制单元判定为发生短路故障，转到所述S5；若所述电流特征值小于所述速动保护阈值且大于等于所述后备保护阈值，则开启斜率检测，转到S4
‑
2；若所述电流特征值小于所述后备保护阈值，转到所述S1；S4
‑
2、在设定的检测时间窗口内，根据所述电流特征值，持续计算电流斜率，若所述电流斜率超过预设的斜率阈值，则所述中央控制单元判定为发生短路故障，转到所述S5；若所述电流斜率没有超过斜率阈值，则所述中央控制单元判定为发生扰动，关闭斜率检测，转到所述S1。3.根据权利要求1所述的一种火电厂低压交流系统继电保护脱扣触发方法，其特征在于，在所述S3中提取电流特征值具体为：利用离散小波变换将输入信号通过高通滤波器G和低通滤波器H来分解处理，从而确定出高频细节分量W和低频平滑分量S；将所述初步处理信号连续通过三次低通滤波器H获得的第四尺度高频细节分量，再对所述第四尺度高频细节分量进一步分解，提取出第五尺度高频细节分量。4.根据权利要求1所述的一种火电厂低压交流系统继电保护脱扣触发方法，其特征在于，所述S1具体为：S1
‑
1、电流传感器包括罗氏线圈，三个所述罗氏线圈安装在火电厂三相交流电的三条相线上，得到模拟采样信号；S1
‑
2、将所述模拟采样信号进行积分、放大、滤波处理，生成预处理模拟采样信号；S1
‑
3、将所述预处理模拟采样信号转换成数字采样信号，转到所述S2。5.一种火电厂低压交流系统继电保护脱扣触发装置，其特征在于，包括：中央控制单元，与电流传感器、脱扣触发单元电连接；所述电流传感器用于采样火电厂三相交流电的电流，得到采样信号；所述中央控制单元包括存储模块、第一处理模块、第二处理模块、比较模块与判定模块；所述存储模块用于接收所述采样信号并存储；所述第一处理模块用于调取存储的所述采样信号，再通过形态学滤波算法滤除其中的脉冲噪声，得到初步处理信...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭冰云，黄炳华，黄腾，张美锋，谭翼坤，陈荣全，
申请(专利权)人：福建华电可门发电有限公司，
类型：发明
国别省市：
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