[发明专利]利用暂态故障信息的智能电子设备及继电保护方法有效

专利信息
申请号: 201210000851.7 申请日: 2012-01-04
公开(公告)号: CN102694373A 公开(公告)日: 2012-09-26
发明(设计)人: 罗四倍;贠保记 申请(专利权)人: 河南科技大学
主分类号: H02H7/26 分类号: H02H7/26
代理公司: 郑州睿信知识产权代理有限公司 41119 代理人: 陈浩
地址: 471003 河*** 国省代码: 河南;41
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摘要:
搜索关键词: 利用 故障 信息 智能 电子设备 保护 方法
【权利要求书】:

1.一种利用暂态故障信息的智能电子设备,其特征在于,包括通过过程层通信模块、站控层通信模块分别与过程层、站控层通信连接的测距录波模块、保护模块和测控模块,所述保护模块和测距录波模块分别用于根据过程层上传的暂态故障信息进行故障识别、线路保护和故障测距、录波;所述站控层通信模块还串行通信连接有人机接口模块。

2. 根据权利要求1所述的利用暂态故障信息的智能电子设备,其特征在于,所述保护模块与过程层通信模块之间设有FPGA,该FPGA分别通过并行总线与保护模块、过程层通信模块连接。

3. 根据权利要求1所述的利用暂态故障信息的智能电子设备,其特征在于,所述过程层通信模块和站控层通信模块内均设有网络对时模块和以太网接口模块。

4. 根据权利要求1所述的利用暂态故障信息的智能电子设备,其特征在于,所述测距录波模块、保护模块、测控模块均采用100Mbps以太网与站控层通信模块连接,测距录波模块、测控模块均采用100Mbps以太网与过程层通信模块连接。

5. 根据权利要求1-4中任一项所述的利用暂态故障信息的智能电子设备,其特征在于,该智能电子设备对外通信均采用以太网,其中与过程层中合并单元之间的采样值传输采用点对点光纤以太网,传输协议符合IEC61850-9-2,与智能终端之间的开关量传输采用GOOSE点对点以太网;与其它间隔层设备之间采用GOOSE网络通信;与站控层设备之间采用MMS网络通信;对时采用IEEE1588网络对时。

6. 一种利用暂态故障信息的继电保护方法,其特征在于,该方法的步骤如下:

(1)智能电子设备的保护模块读取过程层上传的三相电压、电流采样数据;

(2)基于改进梯度算法的启动元件动作后,提取启动时刻后1~3ms的暂态故障分量;

(3)根据故障方向、极性、距离判据进行故障识别,若其中两个或两个以上判据判别出故障发生在被保护线路,则发出跳闸命令;若未判别出被保护线路故障,则切换进入反应工频电气量的传统保护,进行相应的故障判别。

7. 根据权利要求6所述的利用暂态故障信息的继电保护方法,其特征在于,所述步骤(2)中基于改进梯度算法的启动元件启动判据为:对电流故障分量进行相模变换,对所得到的线模量采用改进梯度算法,当前点后3个数据之和减去当前点前3个数据之和,得到当前点的梯度值,若该值大于启动定值,则当前点所在的时刻即为启动时刻,启动元件动作。

8. 根据权利要求6所述的利用暂态故障信息的继电保护方法,其特征在于,所述步骤(3)中保护模块与线路对侧智能电子设备通过通信通道连接构成纵联保护,以获取线路对侧的暂态故障信息,故障方向、极性、距离的判据分别为:

a)使用电压、电流暂态故障分量,利用经中值滤波后模量前、反行波的时域能量之比判别故障方向:若时域能量之比小于定值,为正向故障;否则,为反向故障;经通信通道得到线路对侧的故障方向信息,若均为正向故障,则判别故障发生在被保护线路;

b)使用电流暂态故障分量,若线路两端电流初始行波同极性,则判定为区内故障,异极性则判定为区外故障;

c)使用电流暂态故障分量标定电流初始行波到达本侧智能电子设备安装处的时间,经通信通道得到线路对侧记录的电流初始行波到达时间,若两者时间之差大于或等于被保护线路长度与暂态电流波速的比值,则为区外故障,否则为区内故障。

9. 根据权利要求6-8中任一项所述的利用暂态故障信息的继电保护方法,其特征在于,测距录波模块利用暂态故障信息的测距是通过线路内部故障产生的初始行波到达线路两端所述智能电子设备安装处的绝对时间之差计算出故障距离;测距录波模块采用插值拟合方法逼近真实的到达时刻。

10. 根据权利要求9所述的利用暂态故障信息的继电保护方法,其特征在于,测距录波模块的录波采用第二代小波变换算法——提升算法进行故障录波数据无损压缩,采用大容量存储设备记录电力系统受到各种扰动后的变化全过程。

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