[发明专利]一种提高微机继电保护装置测量精度的方法

摘要

本发明属于变电站微机继电保护技术领域，其特征在于，采用分压电路对保护电流实行两段保护，分别对应于大、小两种测量电流以提高精度，并对同一保护电流在分段采样后进行无缝拟合；同时对各个保护电流通道在软件层按保护电量的额定值和实际值进行幅值校正和相位校正。本发明正确地反映电力系统中各保护电量的实际变化，据此进行校正，从而提高了测量精度。

主权项

1.一种提高微机继电保护装置测量精度的方法，其特征在于，该方法是在微机继电保护装置中按以下步骤实现的：步骤(1)，在微机继电保护装置中设定以下各参数的值：测量电压幅值校正系数KUφ；测量电流幅值校正系数KImφ；I段保护电流幅值校正系数KIpφ_I；II段保护电流幅值校正系数KIpφ_II；测量电压相位校正系数ejΔθφ；测量电流的相位校正系数ejΔαmφ；I段保护电流相位校正系数ejΔβpφ_I；II段保护电流相位校正系数ejΔβpφ_II；其中φ代表A、B、C三相；上述幅值校正系数由下式计算得出：$K_{U_{\phi }}=U_e/U_{\phi };$ $K_{I_{\mathrm{m\phi }}}=I_e/I_{\mathrm{m\phi }};$ $K_{I_{\mathrm{p\phi }\_I}}=I_S/I_{\mathrm{p\phi }\_I};$ $K_{I_{\mathrm{p\phi }\_\mathrm{II}}}=I_S/I_{\mathrm{p\phi }\_\mathrm{II};}$ 其中Ue为继电保护测试仪向微机继电保护装置中的(CPU)板A/D端输入的额定电压信号的有效值；Uφ为所述(CPU)经过A/D采样、DFT或FFT处理后得到的测量电压测量值的有效值；Ie为继电保护测试仪向微机继电保护装置中的(CPU)板A/D端输入的额定电流信号的有效值；Imφ为所述(CPU)经过A/D采样、DFT或FFT处理后得到的测量电流测量值的有效值；IS为由继电保护测试仪向微机继电保护装置中的(CPU)板A/D端输入的保护测试电流信号的有效值；Ipφ_I、Ipφ_II为所述(CPU)经过A/D采样、DFT或FFT处理后分别在I段采样通道和II段采样通道得到的保护电流测量值的有效值；各保护电量的相位校正系数由下式得出：$e^{j{\mathrm{\Delta \theta }}_{\phi }}=e^{j({\theta }_A-{\theta }_{\phi })};$ $e^{j{\mathrm{\Delta \alpha }}_{\mathrm{m\phi }}}=e^{j({\theta }_A-{\alpha }_{\mathrm{m\phi }})};$ $e^{j{\mathrm{\Delta \beta }}_{\mathrm{p\phi }\_I}}=e^{j({\theta }_A-{\beta }_{\mathrm{p\phi }\_I})};$ $e^{\mathrm{j\Delta }{\beta }_{\mathrm{p\phi }\_\mathrm{II}}}=e^{j({\theta }_A-{\beta }_{\mathrm{p\phi }\_\mathrm{II}})};$ 其中θA为所述(CPU)经过A/D采样、DFT或FFT处理后得到的A相测量电压的相位，θφ为所述(CPU)经过A/D采样、DFT或FFT处理后得到的各相测量电压的相位；αmφ为所述(CPU)经过A/D采样、DFT或FFT处理后得到的各相测量电流的相位；βpφ_I、βpφ_II 为所述(CPU)经过A/D采样、DFT或FFT处理后得到的各相保护电流在I段采样通道和II段采样通道得到的测量值的相位。所述I段保护电流和II段保护电流分别来自于一个保护电流分段采样电路的两个输出端，该采样电路由微机继电保护装置中电量调理板内的测量电流互感器(CT)，并联于该互感器(CT)输出端的由电阻(R1)、(R3)依次相串接后接地而形成的电阻分压电路，并联于电阻(R3)两端且由电阻(R4)、电容(C2)构成的阻容串接支路，串接于电阻(R1)一端与地之间由电阻(R2)、电容(C1)串接构成的阻容串接支路构成；I段采样电流来自于电容(C1)的输出端，在电流互感器(CT)输出的测量电流信号较小时采用；II段采样电流来自于电容(C2)的输出端，在所选测量电流信号较大时采用；步骤(2)，通过所述电量调理板向所述(CPU)板输入各保护电量：未校正前的三相测量电压依次经该电量调理板内的由电压互感器(PT)、电压滤波放大器串联形成的采样通道后输出到该(CPU)板的A/D信号输入端，其中：${\stackrel{·}{U}}_{\phi }=\sqrt{2}{U}_{\phi }{e}^{j{\theta }_{\phi }};$ 未校正前的三相测量电流依次经该电量调理板内的由电流互感器(CT)、电流滤波放大器串联形成的采样通道后输出到该(CPU)板的A/D信号输入端，其中：${\stackrel{·}{I}}_{\mathrm{m\phi }}=\sqrt{2}{I}_{\mathrm{m\phi }}{e}^{j{\alpha }_{\mathrm{m\phi }}}$ 未校正前的三相保护电流依次经该电量调理板内的由电流互感器(CT)、电流滤波放大器串联形成的分段采样通道后输出到该(CPU)板的A/D信号输入端的保护电流I段、II段采样通道，其中：I段采样通道的保护电流：${\stackrel{·}{I}}_{\mathrm{p\phi }\_I}=\sqrt{2}{I}_{\mathrm{p\phi }\_I}{e}^{j{\beta }_{\mathrm{p\phi }\_I}}$ II段采样通道的保护电流：${\stackrel{·}{I}}_{\mathrm{p\phi }\_\mathrm{II}}=\sqrt{2}{I}_{\mathrm{p\phi }\_\mathrm{II}}{e}^{j{\beta }_{\mathrm{p\phi }\_\mathrm{II}}}$ 步骤(3)，所述(CPU)板对步骤(2)所输入的各保护电量进行DFT或FFT变换；步骤(4)，所述(CPU)板对步骤(3)输出的各保护电量按下式进行幅值校正，得到幅值校正后的测量值：${\stackrel{·}{U}}_{\phi }^{\prime }=K_{U_{\phi }}{\stackrel{·}{U}}_{\phi }=\sqrt{2}{K}_{U_{\phi }}{U}_{\phi }{e}^{j{\theta }_{\phi }};$ ${\stackrel{·}{I}}_{\mathrm{m\phi }}^{\prime }=K_{I_{\mathrm{m\phi }}}{\stackrel{·}{I}}_{\mathrm{m\phi }}=\sqrt{2}{K}_{I_{\mathrm{m\phi }}}{I}_{\mathrm{m\phi }}{e}^{j{\alpha }_{\mathrm{m\phi }}};$ ${\stackrel{·}{I}}_{\mathrm{p\phi }\_I}^{\prime }=K_{I_{\mathrm{p\phi }\_I}}{\stackrel{·}{I}}_{\mathrm{p\phi }\_I}=\sqrt{2}{K}_{I_{\mathrm{p\phi }\_I}}{I}_{\mathrm{p\phi }\_I}{e}^{j{\beta }_{\mathrm{p\phi }\_I}};$ ${\stackrel{·}{I}}_{\mathrm{p\phi }\_\mathrm{II}}^{\prime }=K_{I_{\mathrm{p\phi }\_\mathrm{II}}}{\stackrel{·}{I}}_{\mathrm{p\phi }\_\mathrm{II}}=\sqrt{2}{K}_{I_{\mathrm{p\phi }\_\mathrm{II}}}{I}_{\mathrm{p\phi }\_\mathrm{II}}{e}^{j{\beta }_{\mathrm{p\phi }\_\mathrm{II}}};$ 步骤(5)，所述(CPU)板对步骤(4)输出的各幅值校正后的各保护电量测量值进行相位校正，得到相位校正后的测量值：${\stackrel{·}{U}}_{\phi }^{\prime \prime }={\stackrel{·}{U}}_{\phi }^{\prime }{e}^{j{\mathrm{\Delta \theta }}_{\phi }}=\sqrt{2}{K}_{U_{\phi }}{U}_{\phi }{e}^{j({\theta }_{\phi }+{\mathrm{\Delta \theta }}_{\phi })};$ ${\stackrel{·}{I}}_{\mathrm{m\phi }}^{\prime \prime }={\stackrel{·}{I}}_{\mathrm{m\phi }}^{\prime }{e}^{j{\mathrm{\Delta \alpha }}_{\mathrm{m\phi }}}=\sqrt{2}{K}_{I_{\mathrm{m\phi }}}{I}_{\mathrm{m\phi }}{e}^{j({\alpha }_{\mathrm{m\phi }}+{\mathrm{\Delta \alpha }}_{\mathrm{m\phi }})};$ ${\stackrel{·}{I}}_{\mathrm{p\phi }}^{\prime \prime }={\stackrel{·}{I}}_{\mathrm{p\phi }\_I}^{\prime }{e}^{j{\mathrm{\Delta \beta }}_{\mathrm{p\phi }\_I}}=\sqrt{2}{K}_{I_{\mathrm{p\phi }\_I}}{I}_{\mathrm{p\phi }\_I}{e}^{j({\beta }_{\mathrm{p\phi }\_I}+{\mathrm{\Delta \beta }}_{\mathrm{p\phi }\_I})};$ ${\stackrel{·}{I}}_{\mathrm{p\phi }}^{\prime \prime }={\stackrel{·}{I}}_{\mathrm{p\phi }\_\mathrm{II}}^{\prime }{e}^{{\mathrm{j\Delta \beta }}_{\mathrm{p\phi }\_\mathrm{II}}}=\sqrt{2}{K}_{I_{\mathrm{p\phi }\_\mathrm{II}}}{I}_{\mathrm{p\phi }\_\mathrm{II}}{e}^{j({\beta }_{\mathrm{p\phi }\_\mathrm{II}}+{\mathrm{\Delta \beta }}_{\mathrm{p\phi }\_\mathrm{II}})}.$