一种不受母线数据不同步影响的母线差动保护方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力系统继电保护领域，特别涉及一种母线差动保护方法。
【背景技术】
[0002] 目前智能变电站在我国逐步推广使用，在220kV以上变电站规程规定母线保护双 重化配置，但IlOkV母线保护只要求单重配置，直采直跳。对于部分地区重要的IlOkV变电 站，上述规程不能完全满足可靠性要求。为此需配置网络式冗余式的母差保护，网采网跳， 实现准双重化。如何消除数据不同步影响是解决冗余式母线保护的关键问题。
[0003] 此外，分布式母线保护的发展也遇到类似问题。常规微机式母线保护，采用集中式 处理方式，不存在数据同步问题。但其存在接线复杂，二次电缆引线长，互感器负担重的问 题，近年来分布式母线保护成为研究的重点，但分布式母线保护的一个主要问题是如何解 决采样不同步引起的保护误动问题。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种不受母线数据不同步影响的母线差动保护方法，以解 决智能变电站内数据传输不同步及分布式母线保护采样不同步这一问题。
[0005] 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0006] -种不受母线数据不同步影响的母线差动保护方法，具体包括以下步骤：
[0007] 步骤一、采集与母线相连的每一回出线保护安装处A、B、C三相电压和电流数据；
[0008] 步骤二、对采集得到的A、B、C三相电压和电流进行低通滤波、采样保持和A/D转换 后，得到A、B、C三相电压和电流采样值;将采样结果记为UAi(k)，UBi(k)，uci(k)，iAi(k)，iBi (k)，iCl(k);其中k为采样点序号，i为与母线相连线路序号；
[0009] 步骤三、对采集到的电压电流瞬时值UAi(k)，UBi(k)，uci(k)，iAi(k)，iBi(k)，ici(k) 进行故障分量提取；
[0010] 步骤四、对得到的电压电流故障分量瞬时值做全周傅氏变换转换成对应 的相量值；
[0011] 步骤五、按照式(5)计算结果判断是否发生母线故障：
[0013] 若
则故障发生在区内；
[0014] 若
则故障发生在线区外；
[0015] 式中，K为比例制动系数;η为与母线相连出线数量；取与母线相连的任意一回 线路互感器采集到的电压；同一回线路上采集到的电压和电流信息是同步的，每一回线路 的为从母线看向该回线路的等效导纳。
[0016] 进一步的，步骤二中利用截止频率为300Hz的低通滤波器对采集得到的A、B、C三相 电压和电流进行低通滤波;步骤二中采样频率为4kHz，每工频周波采样点数N=80,采样时 间间隔T s = O .25ms 〇
[0017] 进一步的，步骤三种进行故障分量提取具体为：
[0020] 式中：炉表不A、B、C三相中的任意一相，
分别为电压电流的故障分量，u 为故障前电压电流瞬时值。
[0021] 进一步的，步骤四的具体变换方式为；
[0024] 进一步的，步骤五中：0〈K〈1。
[0025] 进一步的，K的取值为0.5。
[0026] 进一步的，步骤一中利用间隔层合并单元采集或分布式保护单元采集的每一回出 线保护安装处A、B、C三相电压和电流数据。
[0027] 相对于现有技术，本发明具有以下有益效果:针对智能变电站中过程层合并单元 向站控层传输数据时由于延时不同，造成站控层接收到的不同间隔数据不同步，或分布式 母线差动保护采样不同步这两种情况，本发明提出了一种不受母线数据不同步影响的差动 保护方法，解决了这种不同步对母线差动保护的影响。
【附图说明】
[0028]图1为母线接线示意图；
[0029]图2为母线故障对应故障序网图；
[0030]图3为线路故障对应故障序网图；
[0031]图4为某地变电站IlOkV母线接线示意图；
[0032] 图5为区内故障保护仿真计算结果示意图；
[0033] 图6为区外故障保护仿真计算结果示意图。
【具体实施方式】
[0034] 下面结合附图，对本发明应用于母线差动保护过程做进一步详细描述。
[0035] 本发明一种不受母线数据不同步影响的母线差动保护方法，包括以下步骤：
[0036] 步骤一、利用电子型传感器采集与母线相连的每一回出线保护安装处A、B、C三相 电压和电流数据。
[0037] 步骤二、利用截止频率为300Hz的低通滤波器对采集得到的A、B、C三相电压和电流 进行低通滤波，通过采样保持和A/D转换后，得到A、B、C三相电压和电流采样值。将A、B、C三 相电压和电流采样值采样结果分别记为:UAi(k)，UBi(k)，uci(k)，iAi(k)，iBi(k)，ici(k);其中 k为采样点序号，i为与母线相连线路序号。设采样频率为4kHz，此时每工频周波采样点数N =80，采样时间间隔Ts = 0 · 25ms 〇
[0038] 步骤三、对采集到的电压电流瞬时值UAi(k)，UBi(k)，uci(k)，iAi(k)，iBi(k)，ici(k) 进行故障分量提取，具体计算方法如下：
[0041] 式中：以表不A、B、C三相中的任意一相，
分别为电压电流的故障分量，u 为故障前电压电流瞬时值。
[0042] 步骤四、对得到的电压电流故障分量瞬时值
做全周傅氏变换转换成对应 的相量值。具体变换方式如下：
[0045] 式中：N为一个工频周期内采样点个数，根据IEC61850规约规定，智能变电站中合 并单元采样频率为4kHz，即N取80。
[0046] 步骤五、按照以下判据判断进行母线差动保护整定：
[0048] 式中，K为比例制动系数，取0.5;以图1为例，与母线相连出线共5回，即η取5; 取与母线相连的任意一回线路互感器采集到的电压。同一回线路上采集到的电压和电流信 息是同步的，所以每一回线路的Δ/,/δΑ即为从母线看向该回线路的等效导纳。这个等效导 纳大小与系统结构有关，在故障发生后几乎不随时间变化而变化。任意一回线路互感器上 的电压理论上都是母线电压，但是在数据传输过程中不同的延时可能会造成么贫互不 相同。用任意一回线路电压ΔΙ?"^Ρ这个导纳相乘，其结果是一个等效的电流量，这个电流在 时间刻上与相同。用这种方法就算出的电流可以认为是AOffl所在时刻各回出线的电 流，通过这种方法可以把从各回出线采集到的原本不同步的电流量转化为同一时刻，从而 克服了数据传输不同步对母线电流差动保护的影响。
[0049] 分析故障分别出现在区内和区外时，式(5)计算结果的区别。
[0050] 当出现区内故障时，图1对应的故障序网