一种基于母线保护差电流偏置为零的简易零漂滤除方法

摘要

本发明公开了一种基于母线保护差电流偏置为零的简易零漂滤除方法，包括如下步骤：(1)在无保护启动且无制动电流突变时，对差动电流瞬时值进行计算；(2)根据差动电流瞬时值，计算出差动回路各支路平均零漂值；(3)将各支路电流瞬时值去除零漂值；(4)对制动电流瞬时值进行计算。本发明的有益效果为：本发明充分利用母线差动保护中既有的差动电流计算值，实时推算差动回路各支路A/D通道零漂值，不再依赖于现有技术方案中的频率和足够多的采样数据窗；本发明算法简单、可靠、快速，无需每个支路分别计算，节省程序资源消耗，提高程序效率。

说明书

技术领域

本发明涉及继电保护中的母线保护领域，尤其是一种基于母线保护差电流偏置为零的简易零漂滤除方法。

背景技术

采样回路A/D零漂会对电力系统保护装置的算法造成一定影响，特别是多间隔接入的母线差动保护。多个间隔采样回路存在零漂，母线差动电流和制动电流如果不进行滤除，正常运行状态下将会偏离时间轴，对母线保护的瞬时值保护算法和区外故障CT饱和算法造成影响。

母线保护算法中差电流和制动电流公式为：

公式(1)和公式(2)中，i_d为差动各支路电流瞬时值之和，i_f为差动各支路电流绝对值之和即制动电流，i_k为采集到的支路电流，共n个支路。

电力系统处于正常运行状态下，基于基尔霍夫电流定律的系统差动回路电流应该为零，无偏置值。母线保护装置支路电流通过A/D芯片及相关采集回路获取，采集回路中电阻、电容的使用会产生一定的零漂偏置。由公式(1)和公式(2)可见，因为A/D零漂偏置的影响，差动电流和制动电流的计算结果存在叠加偏置，并不为零，直接使用将对保护算法造成影响。

现有技术方案各通道的零漂值一般基于频率将整数倍周期的对应通道电流瞬时值累加求和后再平均得到，装置出厂前将测量出的零漂值作为内部定值固化在保护装置中。装置实际运行时，对每个采样通道的零漂值进行实时计算，再和原先固化到装置里面的零漂定值进行比较，计算出变化步长，动态调整每个通道的零漂值。

现有技术方案基于频率将整数倍周期的对应通道电流瞬时值累加求和后再平均得到，此种方案需要实时计算每个采样通道的零漂，增加保护程序的计算量。系统频率变化时，零漂值误差也会增大。零漂着出厂时需将初始零漂固化到保护装置中，不仅增加了出厂检测人员的工作量，整定错误还将对后期的计算零漂变化步长带来影响。对于接入间隔数较多的母线保护来说，目前保护装置的硬件上满足多个间隔的接入，但是实际工程中接入的间隔数小于硬件上支持的最大支路数，在工程中未使用的采样通道的零漂也在实时计算，影响保护程序的效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种基于母线保护差电流偏置为零的简易零漂滤除方法，能够根据正常运行状态下母线保护差电流的偏置，推算出差动回路各支路采样通道的平均零漂并实时滤除，去除零漂对母线保护算法的影响。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于母线保护差电流偏置为零的简易零漂滤除方法，包括如下步骤：

(1)在无保护启动且无制动电流突变时，对差动电流瞬时值进行计算；

(2)根据差动电流瞬时值，计算出差动回路各支路平均零漂值；

(3)将各支路电流瞬时值去除零漂值；

(4)对制动电流瞬时值进行计算。

优选的，步骤(1)中，差电流瞬时值计算具体为：

其中，i_d为差动各支路电流瞬时值之和，i_k为差动回路采集到的支路电流，共n个支路。

优选的，步骤(2)中，平均零漂值计算具体为：i_zero＝i_d/n(2)，

其中，i_zero为根据差动电流i_d以及差动回路实际支路数n推算的各支路零漂平均值。

优选的，步骤(3)中，去除零漂值计算具体为：i_knew＝i_k-i_zero(k＝1,2,…,n)>

其中，i_k为差动回路采集到的支路电流，i_knew为差动回路各支路电流除去零漂后的电流值。

优选的，步骤(4)中，对制动电流瞬时值计算具体为： (5)，差动电流正常情况下去除叠加零漂影响，i_dnew直接归零，i_knew为按照去除零漂后的各支路电流值，i_f为制动电流。

本发明的有益效果为：本发明充分利用母线差动保护中既有的差动电流计算值，实时推算差动回路各支路A/D通道零漂值，不再依赖于现有技术方案中的频率和足够多的采样数据窗；本发明算法简单、可靠、快速，无需每个支路分别计算，节省程序资源消耗，提高程序效率。

附图说明

图1是本发明的方法流程示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种基于母线保护差电流偏置为零的简易零漂滤除方法，包括如下步骤：

(1)在无保护启动且无制动电流突变时，对差动电流瞬时值进行计算；

(2)根据差动电流瞬时值，计算出差动回路各支路平均零漂值；

(3)将各支路电流瞬时值去除零漂值；

(4)对制动电流瞬时值进行计算。

步骤(1)中，差电流瞬时值计算具体为：

其中，i_d为差动各支路电流瞬时值之和，i_k为差动回路采集到的支路电流，共n个支路。步骤(2)中，平均零漂值计算具体为：i_zero＝i_d/n(2)，其中，i_zero为根据差动电流i_d以及差动回路实际支路数n推算的各支路零漂平均值。步骤(3)中，去除零漂值计算具体为：i_knew＝i_k-i_zero(k＝1,2,…,n)(3)，其中，i_k为差动回路采集到的支路电流，i_knew为差动回路各支路电流除去零漂后的电流值。步骤(4)中，对制动电流瞬时值计算具体为：i_dnew＝0(4)差动电流正常情况下去除叠加零漂影响，i_dnew直接归零，i_knew为按照去除零漂后的各支路电流值，i_f为制动电流。

电力系统正常运行时，基于基尔霍夫原理的母线保护的差动电流的理想值为零、无偏置。但是由于采样通道的零漂影响，母线保护实际计算出的差流并不为零，存在叠加偏置。基于交流模件A/D回路各通道器件和环境温度的一致性，本发明通过系统正常运行时的差动电流瞬时值得到差动回路所有实际使用通道的叠加零漂值，再平摊到各采样通道上，得到每个采样通道的零漂值，并在各支路电流中进行滤除，从而提高母线保护算法的精确度和可靠度。

本发明通过系统正常运行时的差动电流瞬时值得到差动回路所有实际使用通道的叠加零漂值，再平摊到各采样通道上，得到每个采样通道的零漂值，并在各支路电流中进行滤除，再对制动电流进行计算，从而提高母线保护算法的精确度和可靠度。

本发明理论依据是系统处于正常运行状态下，满足基尔霍夫电流定律的系统差动回路电流为零，无偏置值。所以本发明实时计算差动电流是否越限、制动电流是否发生突变，排除系统发生故障特别是区内故障对零漂计算的影响。差动电流越限、制动电流突变时刻立即终止零漂值的相关计算，维持系统正常运行状态时的零漂计算结果。

尽管本发明就优选实施方式进行了示意和描述，但本领域的技术人员应当理解，只要不超出本发明的权利要求所限定的范围，可以对本发明进行各种变化和修改。