一种抗工频磁场干扰的零序过流保护控制方法及装置与流程

本发明涉及电力系统继电保护技术领域，特别涉及一种抗工频磁场干扰的零序过流保护控制方法及装置。

背景技术：

零序过流保护是利用接地时产生的零序电流使保护动作的判据，线路发生接地故障时，将产生很大的零序电流，利用零序电流分量构成保护是线路等保护装置的重要保护配置。当发生接地故障时，线路上的零序电流大于零序动作定值，开放零序保护，同时满足方向判别，装置能快速切换故障，保护系统的安全稳态运行。

但是，当零序过流保护退出方向判别，在工频磁场抗扰度试验中，工频磁场干扰三相叠加，产生的感应电流跟施加的电流接近同相位，会导致装置零序电流大于定值，零序过流保护误动，所以工频磁场干扰会影响零序过流保护的可靠性。目前，保护装置抗工频磁场等干扰措施主要有硬件的滤波、屏蔽、隔离、接地等技术，软件的各种滤波算法也对电磁干扰起到一定滤除作用。但是在这种特殊情况下通过叠加模拟量输入保护装置的干扰无法避免，在零序过流保护不投入方向判据的情况下容易误动。

技术实现要素：

本发明实施例的目的是提供一种抗工频磁场干扰的零序过流保护控制方法及装置，通过依据工频磁场抗扰度试验对保护装置来设定相应的电流门槛，避免零序过流保护误动作，提高了零序过流保护的可靠性和准确性。

为解决上述技术问题，本发明实施例的第一方面提供了一种抗工频磁场干扰的零序过流保护控制方法，包括如下步骤：

获取三相电流有效值；

判断所述三相电流有效值的最大值是否大于零序保护电流的第一预设数值；

如所述三相电流有效值的最大值大于所述零序保护电流的所述预设数值，则开放零序过流保护；

如所述三相电流有效值的最大值小于或等于所述零序保护电流的所述预设数值，则使所述零序过流保护保持现有状态。

进一步地，所述获取三相电流有效值，包括：

在所述零序过流保护速动段采用半周差分傅立叶获取所述三相电流有效值；和

在所述零序过流保护延时段采用全周傅立叶获取所述三相电流有效值。

进一步地，所述使所述零序过流保护保持现有状态之后，还包括：

判断任两相电流有效值是否均位于第一预设数值范围内，其中，所述第一预设数值范围的最大值和最小值与线路受工频磁场干扰时各相产生的感应电流大小正相关；

如所述任两相电流有效值均位于第一预设数值范围内，则使所述零序过流保护保持现有状态；

如所述任两相电流有效值未位于第一预设数值范围内，则开放所述零序过流保护。

进一步地，所述使所述零序过流保护保持现有状态之后，还包括：

对所述零序保护电流的第一预设数值进行修正，得到所述零序保护电流的第二预设数值；

其中，所述第二预设数值为所述第一预设数值与修正值之和，所述修正值与所述线路受工频磁场干扰时各相产生的感应电流大小正相关。

进一步地，所述对所述零序保护电流的第一预设数值进行修正得到所述零序保护电流的第二预设数值之后，还包括：

判断所述三相电流之和是否大于所述第二预设数值；

如所述三相电流之和大于所述第二预设数值，则开放所述零序过流保护；

如所述三相电流之和小于或等于所述第二预设数值，则闭锁所述零序过流保护。

相应地，本发明实施例的第二方面提供了一种抗工频磁场干扰的零序过流保护控制装置，包括：

检测模块，其用于获取三相电流有效值；

第一判断模块，其用于判断所述三相电流有效值的最大值是否大于零序保护电流的第一预设数值；

控制模块，其用于在所述三相电流有效值的最大值大于所述零序保护电流的所述预设数值时开放零序过流保护；

所述控制模块还用于在所述三相电流有效值的最大值小于或等于所述零序保护电流的所述预设数值时使所述零序过流保护保持现有状态。

进一步地，所述获取模块包括：第一获取单元和第二获取单元；

所述第一获取单元用于在所述零序过流保护速动段采用半周差分傅立叶获取所述三相电流有效值；

所述第二获取单元用于在所述零序过流保护延时段采用全周傅立叶获取所述三相电流有效值。

进一步地，抗工频磁场干扰的零序过流保护控制装置还包括：

第二判断模块，其用于判断任两相电流有效值是否均位于第一预设数值范围内，其中，所述第一预设数值范围的最大值和最小值与线路受工频磁场干扰时各相产生的感应电流大小正相关；

所述控制模块在所述任两相电流有效值均位于第一预设数值范围内时使所述零序过流保护保持现有状态；

所述控制模块还在所述任两相电流有效值未位于第一预设数值范围内时开放所述零序过流保护。

进一步地，抗工频磁场干扰的零序过流保护控制装置还包括：

修正模块，其用于对所述零序保护电流的第一预设数值进行修正，得到所述零序保护电流的第二预设数值；

其中，所述第二预设数值为所述第一预设数值与修正值之和，所述修正值与所述线路受工频磁场干扰时各相产生的感应电流大小正相关。

进一步地，抗工频磁场干扰的零序过流保护控制装置还包括：

第三判断模块，其用于判断所述三相电流之和是否大于所述第二预设数值；

所述控制模块在所述三相电流之和大于所述第二预设数值时开放所述零序过流保护；

所述控制模块还在所述三相电流之和小于或等于所述第二预设数值，则闭锁所述零序过流保护。

本发明实施例的上述技术方案具有如下有益的技术效果：

通过依据工频磁场抗扰度试验对保护装置来设定相应的电流门槛，能够准确地判断保护装置是否受工频磁场干扰，相应抬高零序过流保护开放门槛，避免零序过流保护误动作，提高零序过流保护的可靠性和准确性，解决了工频磁场干扰三相叠加与施加电流接近同相位导致零序电流大于设定值而出现的零序过流保护误动作的问题。

附图说明

图1是本发明实施例提供的抗工频磁场干扰的零序过流保护控制方法流程图；

图2是本发明实施例提供的抗工频磁场干扰的零序过流保护控制方法判断逻辑图；

图3是本发明实施例提供的抗工频磁场干扰的零序过流保护控制方法逻辑示意图；

图4是工频磁场干扰试验中保护装置无交流输入时产生的感应电流波形图；

图5是工频磁场干扰试验中保护装置有交流输入时产生的感应电流波形图；

图6是本发明实施例提供的抗工频磁场干扰的零序过流保护控制模块图；

图7是本发明实施例提供的检测模块示意图。

附图标记：

1、检测模块，11、第一检测单元，12、第二检测单元，2、第一判断模块，3、控制模块，4、第二判断模块，5、修正模块，6、第三判断模块。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

图1是本发明实施例提供的抗工频磁场干扰的零序过流保护控制方法流程图。

图2是本发明实施例提供的抗工频磁场干扰的零序过流保护控制方法判断逻辑图。

图3是本发明实施例提供的抗工频磁场干扰的零序过流保护控制方法逻辑示意图。

请参照图1、图2和图3，本发明实施例的第一方面提供了一种抗工频磁场干扰的零序过流保护控制方法，包括如下步骤：

s100，获取三相电流有效值

s200，判断三相电流有效值的最大值是否大于零序保护电流的第一预设数值。

s300，如三相电流有效值的最大值大于零序保护电流的预设数值，即则开放零序过流保护。

s400，如三相电流有效值的最大值小于或等于零序保护电流的预设数值，则使零序过流保护保持现有状态。

具体的，步骤s100中，获取三相电流有效值包括：

s110，在零序过流保护速动段采用半周差分傅立叶获取三相电流有效值以提高速动性。

s120，在零序过流保护延时段采用全周傅立叶获取三相电流有效值以提高可靠性。

具体的，步骤s400中，使零序过流保护保持现有状态之后，还包括：

s411，判断任两相电流有效值是否均位于第一预设数值范围内，即其中，第一预设数值范围的最大值k2和最小值k1与线路受工频磁场干扰时各相产生的感应电流大小正相关。

s412，如任两相电流有效值均位于第一预设数值范围内，则使零序过流保护保持现有状态。

s413，如任两相电流有效值未位于第一预设数值范围内，则开放零序过流保护。

具体的，使零序过流保护保持现有状态之后，还包括：

s421，对零序保护电流的第一预设数值进行修正，得到零序保护电流的第二预设数值，即i0set1＝i0set+im。其中，第二预设数值i0set1为第一预设数值i0set与修正值im之和，修正值im与线路受工频磁场干扰时各相产生的感应电流大小正相关。对第一预设数值进行抬高修正的目的是躲过线路受工频磁场干扰时各相产生的感应电流形成的零序电流，以防感应零序电流大于零序动作定值而出现的零序过流保护误动作。

图4是工频磁场干扰试验中保护装置无交流输入时产生的感应电流波形图。

图5是工频磁场干扰试验中保护装置有交流输入时产生的感应电流波形图。

请参照图4和图5，本判据中的k1、k2和im需要根据线路受工频磁场干扰时各相产生的感应电流大小确定，工频磁场干扰试验时保护装置无交流输入时产生的感应电流波形如图4所示，故在本实施例中，k1为0.01in，k2为0.03in，im为0.015in，in为ct二次额定值。

如果该相线路中没有出现工频磁场干扰，或者工频磁场干扰的交流量较小的情况下，线路中的负荷电流不能够满足本判据的判别条件，所以零序过流保护不开放；而正常发生故障时，线路上任一相故障电流大于零序保护电流定值，零序保护即可开放。但是如果该相线路中出现工频磁场干扰时，能够满足本判据，所以零序过流保护开放门槛抬高，没有接地故障时不会误开放，当此时发生接地故障时，当线路零序电流大于抬高后门槛，零序过流保护开放。

通过线路保护装置工频磁场干扰试验时产生的感应电流波形的回放，验证了本方法的有效性，保护启动和零序ⅰ段电流定值均整定为0.04a，试验时a相施加电流0.03a,感应后电流波形如图5所示；回放感应电流波形时，验证了本实施例所提供的方法能够保证零序过流保护动作的可靠性。

进一步地，步骤s400中，对零序保护电流的第一预设数值进行修正得到零序保护电流的第二预设数值之后，还包括：

s431，判断三相电流之和是否大于第二预设数值。

s432，如三相电流之和大于第二预设数值，即3i0＞i0set1，则开放零序过流保护。

s433，如三相电流之和小于或等于第二预设数值，则闭锁零序过流保护。

图6是本发明实施例提供的抗工频磁场干扰的零序过流保护控制模块图。

相应地，请参照图6，本发明实施例的第二方面提供了一种抗工频磁场干扰的零序过流保护控制装置，包括：检测模块、第一判断模块和控制模块。其中，检测模块用于获取三相电流有效值；第一判断模块用于判断三相电流有效值的最大值是否大于零序保护电流的第一预设数值；控制模块用于在三相电流有效值的最大值大于零序保护电流的预设数值时开放零序过流保护；控制模块还用于在三相电流有效值的最大值小于或等于零序保护电流的预设数值时使零序过流保护保持现有状态。

图7是本发明实施例提供的检测模块示意图。

具体的，请参照图7，获取模块包括：第一获取单元和第二获取单元。第一获取单元用于在零序过流保护速动段采用半周差分傅立叶获取三相电流有效值；第二获取单元用于在零序过流保护延时段采用全周傅立叶获取三相电流有效值。

具体的，抗工频磁场干扰的零序过流保护控制装置还包括：第二判断模块。第二判断模块用于判断任两相电流有效值是否均位于第一预设数值范围内。其中，第一预设数值范围的最大值和最小值与线路受工频磁场干扰时各相产生的感应电流大小正相关；控制模块在任两相电流有效值均位于第一预设数值范围内时使零序过流保护保持现有状态；控制模块还在任两相电流有效值未位于第一预设数值范围内时开放零序过流保护。

具体的，抗工频磁场干扰的零序过流保护控制装置还包括：修正模块。修正模块用于对零序保护电流的第一预设数值进行修正，得到零序保护电流的第二预设数值；其中，第二预设数值为第一预设数值与修正值之和，修正值与线路受工频磁场干扰时各相产生的感应电流大小正相关。

进一步地，抗工频磁场干扰的零序过流保护控制装置还包括：第三判断模块。第三判断模块用于判断三相电流之和是否大于第二预设数值；控制模块在三相电流之和大于第二预设数值时开放零序过流保护；控制模块还在三相电流之和小于或等于第二预设数值，则闭锁零序过流保护。

本发明实施例旨在保护一种抗工频磁场干扰的零序过流保护控制方法及装置，其中方法包括如下步骤：获取三相电流有效值；判断三相电流有效值的最大值是否大于零序保护电流的第一预设数值；如三相电流有效值的最大值大于零序保护电流的预设数值，则开放零序过流保护；如三相电流有效值的最大值小于或等于零序保护电流的预设数值，则使零序过流保护保持现有状态。上述技术方案具备如下效果：

通过依据工频磁场抗扰度试验对保护装置来设定相应的电流门槛，能够准确地判断保护装置是否受工频磁场干扰，相应抬高零序过流保护开放门槛，避免零序过流保护误动作，提高零序过流保护的可靠性和准确性。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。