[发明专利]微机型继电保护快速动作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种微机型继电保护快速动作方法，属于电工技术领域。 

背景技术

当电力系统主设备、高压线路发生严重故障时，要求保护设备能够快速响应并动作；此外，故障测距也需要启动元件及早发现故障，基于以上要求，近年来在数据窗长度小于一个周波的短窗算法上已有大量有益的研究，但在实用化上要兼顾速度与精度、速度与可靠性还存在困难。 

文献一《(计算机保护中的快速算法》(东南大学学报，1992年7月第22卷第4期第64页)提出了一种能任意滤除某次谐波或分数次谐波的快速算法，使用方便，性能优于傅氏算法，但算法的动作时间在10～15ms左右，计算工作量较大，当动作时间接近10ms时，算法的精度和抗噪声能力不能保证。 

文献二《基于相量法的短数据窗快速滤波算法》(电力系统自动化，2004年2月10日第28卷第3期第58页)通过对故障信号采样值相量的物理概念分析，提出了基于解矩阵方程的短数据窗正交滤波器组的统一设计理论，该方法可按要求滤除任意整次或非整次谐波，并能保证余弦和正弦滤波器幅频特性一致，可作为自适应变数据窗保护中的基本算法。该算法在采样频率较低时，数据窗相对较长，短数据窗效果不很明显。当采样频率较高时，短数据窗效果明显，但对运算有效位数及装置硬件要求均很高，如需双精度浮点运算等，此外，采样频率的提高使得算法的暂态特性大大变差，因此对微机保护装置来说，已基本没有实用价值。 

文献三《一种新的微机保护交流采样快速算法》(电力系统及其自动化学报，2000年2月第12卷第1期第24页)文提出一种利用半波傅氏算法消除衰减非周期分量对基波分量影响的快速算法，新算法的数据窗是半个周期的采样值加两个采样点，而其滤波效果远远优于傅氏算法。该算法理论上可以完全消除任意衰 减时间常数的非周期分量对基波分量的影响。文献四《一种基于半波傅氏算法的继电保护快速算法》(电网技术，1996年1月第20卷第1期第52页)、文献五《一种提取基波分量的高精度快速滤波算法》(2006年5月25日第30卷第10期第39页)都是对半波傅氏算法的改进型算法，数据窗长度大于半个周波，算法的抗干扰能力有限。 

以上列举的快速算法，除了已提到的存在的问题，它们都没有能够给出可靠检测出故障触发时刻的方法，因此，当数据窗扩展到包含故障触发时刻时，由于数据窗内既有故障前的数据又有故障后的数据，随着数据窗的移动，算法结果的离散度比较大，可靠性大大降低。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是： 

①怎样可靠检测出故障触发时刻； 

②怎样保证保护快速动作时仍然具有较高精度； 

③怎样保证快速算法在干扰数据作用下不误动。 

为解决上述技术问题，本发明提供一种微机型继电保护快速动作方法，其特征在于：包括下列步骤： 

1)使用两个整系数非递归数字滤波器进行数字信号预处理； 

2)计算两个滤波器输出数据的个体偏差与波形偏离度δ； 

3)当个体偏差与波形偏离度δ均小于其一类期望值时，在故障发生后的第一时间段内采用短数据窗线性估计算法提取基波分量； 

4)否则随着数据窗的移动，当个体偏差与波形偏离度δ均小于其二类期望值时，在故障发生后的第二时间段内采用改进的半周傅氏算法提取基波分量； 

5)数据窗越过第二时间段后，保护计算采用带差分的全周傅氏算法。 

本发明所达到的有益效果： 

本发明使用两个简单的整系数非递归数字滤波器进行数字信号预处理，考查两个滤波器输出数据的个体偏差与波形偏离度δ，当个体偏差与波形偏离度δ均小于其一类期望值时，在故障发生后的第一时间段内采用线性估计算法提取基波，否则随着数据窗的移动，当个体偏差与波形偏离度δ均小于其二类期望值时，在故障发生后的第二时间段内采用改进的半周傅氏算法，数据窗越过第二时间段后，保护计算采用带差分的全周傅氏算法。本发明能够精确定位故障触发时刻，精度高，误差为0.5％～2％，保护动作迅速可靠，算法的动作时间为5～12ms以内，算法具有较强的抗干扰能力，提高了微机保护的性能。

附图说明

图1是本发明中的差分数字滤波器的幅频特性图； 

图2是本发明中的减加数字滤波器的幅频特性图。 

具体实施方式

所述两个整系数非递归数字滤波器包括一个差分数字滤波器和一个减加滤波器。 

图1是本发明中的差分数字滤波器的幅频特性图(以采样频率1600Hz，阶数4为例)。