母線保護電流同步方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種母線保護方法，尤其涉及一種用于繼電保護設(shè)備領(lǐng)域的數(shù)字化母 線保護電流同步方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有技術(shù)的變電站通常使用繼電保護設(shè)備采集多個電量來實現(xiàn)母線保護功能。常 規(guī)變電站通過電纜將傳統(tǒng)電磁式互感器的二次回路模擬電量（電壓量或電流量）接入繼電 保護裝置，由繼電保護裝置本身集中采集各電量，這種方式可以確保采樣同步。
[0003] 在數(shù)字化變電站中，直接由電子式互感器提供電流電壓的數(shù)字量數(shù)據(jù)，或由模擬 量合并單元（DAU)就地將傳統(tǒng)電磁式互感器的二次回路模擬電量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量數(shù)據(jù)，數(shù)字 量數(shù)據(jù)通過過程層網(wǎng)絡(luò)送到各繼電保護設(shè)備，完成母線保護功能。由于在數(shù)字化變電站中， 繼電保護設(shè)備所需的多個電量數(shù)據(jù)不是由繼電保護設(shè)備集中采集，而是由分散的獨立裝置 采集，這就面臨采樣數(shù)據(jù)同步的問題。尤其對于母線差動保護，該多個電量的采樣時需要嚴(yán) 格同步，采樣的電量數(shù)據(jù)不同步會導(dǎo)致繼電保護設(shè)備的不正確動作行為，減低系統(tǒng)供電的 可靠性。
[0004] 目前數(shù)字化變電站中，采樣同步的解決方案主要有全站統(tǒng)一時鐘源(包括GPS)和 基于IEEE1588的網(wǎng)絡(luò)同步兩種方式。全站統(tǒng)一時鐘源方式需要在全站配置統(tǒng)一的時鐘源。 基于IEEE1588的網(wǎng)絡(luò)同步方式，則要求合并單元（MU)和交換機均需支持1588功能。上述 兩種方式都嚴(yán)重依賴于外接設(shè)備的穩(wěn)定性，當(dāng)全站統(tǒng)一時鐘源丟失或IEEE1588的網(wǎng)絡(luò)同 步失效導(dǎo)致采樣數(shù)據(jù)失步時，需采樣電量數(shù)據(jù)同步的繼電保護設(shè)備會自動退出保護而不能 繼續(xù)實現(xiàn)保護功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 鑒于以上內(nèi)容，有必要提供一種母線保護電流同步方法，該方法包括：數(shù)據(jù)采集步 驟，多個編號的間隔采集單元分別同時采樣母線的多組間隔電流及母線電壓；數(shù)據(jù)傳輸步 驟，將采樣的每組間隔電流及母線電壓由模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量的電流/電壓采樣數(shù)據(jù)后傳 送至母線保護裝置；同步判斷步驟，母線保護裝置判斷多組電流/電壓采樣數(shù)據(jù)是否同步， 如果不同步則執(zhí)行將不同步的電流采樣數(shù)據(jù)作同步處理的數(shù)據(jù)同步步驟，如果同步則直接 執(zhí)行后續(xù)保護執(zhí)行步驟；以及保護執(zhí)行步驟，母線保護裝置使用同步的電流采樣數(shù)據(jù)執(zhí)行 保護功能。
[0006] 作為上述母線保護電流同步方法的進一步改進，該數(shù)據(jù)同步步驟進一步包括：根 據(jù)每組電流/電壓采樣數(shù)據(jù)計算電壓向量；選取編號最靠前且實現(xiàn)有壓采集的間隔采集單 元作為基準(zhǔn)間隔采集單元；以選定的基準(zhǔn)間隔采集單元的電流/電壓采樣為基礎(chǔ)計算多組 電壓采樣之間的相位差；以及根據(jù)上述相位差計算結(jié)果對間隔電流采樣值進行數(shù)據(jù)同步處 理。
[0007] 作為上述母線保護電流同步方法的進一步改進，所述電壓向量的計算采用全周傅 式算法進行。
[0008] 作為上述母線保護電流同步方法的進一步改進，所述電壓向量為正序電壓向量。
[0009] 作為上述母線保護電流同步方法的進一步改進，當(dāng)采樣的母線電壓失壓時，采樣 的母線電壓數(shù)據(jù)失效，不再用于電壓向量以及相位差的計算，在失壓的第一預(yù)定時間段內(nèi) 可采用失壓前記憶的電壓向量進行相位差計算。
[0010] 作為上述母線保護電流同步方法的進一步改進，若基準(zhǔn)間隔采集單元采集為無 壓，則不再刷新計算多組電壓采樣數(shù)據(jù)之間的相位差，同時尋找另一個實現(xiàn)有壓采集的間 隔采集單元作為新的基準(zhǔn)間隔采集單元。
[0011] 作為上述母線保護電流同步方法的進一步改進，間隔電流為母線上各元件對應(yīng)傳 統(tǒng)電流互感器的二次電流，所述母線電壓為母線對應(yīng)傳統(tǒng)電壓互感器的二次電壓。
[0012] 作為上述母線保護電流同步方法的進一步改進，所述傳輸至母線保護裝置的多組 電流/電壓采樣數(shù)據(jù)中分別包括有采樣時標(biāo)信息或采樣值失步標(biāo)記，所述判斷采樣數(shù)據(jù)是 否同步是通過校驗采樣數(shù)據(jù)報文中的采樣時標(biāo)信息或采樣值失步標(biāo)記實現(xiàn)的。
[0013] 作為上述母線保護電流同步方法的進一步改進，對間隔電流采樣值進行數(shù)據(jù)同步 處理采用數(shù)據(jù)插值算法實現(xiàn)。
[0014] 作為上述母線保護電流同步方法的進一步改進，所述數(shù)據(jù)插值為二次插值算法。
[0015] 相較于現(xiàn)有技術(shù)，使用母線保護電流同步方法后，即使在間隔采集單元采樣失步 的情況下，母線保護裝置也能有效地對母線保護的電流進行同步，然后使用同步的電流采 樣數(shù)據(jù)執(zhí)行保護功能，進而保證在多種工作情況下母線保護功能都可以正常進行。
【附圖說明】
[0016] 圖1是本發(fā)明母線保護電流同步方法的流程圖； 圖2是本發(fā)明母線保護電流同步方法一實施方式的母線和間隔采集單元之間的一次 系統(tǒng)接線示意圖； 圖3是本發(fā)明母線保護電流同步方法一實施方式的間隔采集單元和母線保護裝置之 間的線路連接示意圖； 圖4是本發(fā)明母線保護電流同步方法一實施方式的數(shù)據(jù)同步步驟的流程示意圖； 圖5是本發(fā)明母線保護電流同步方法一實施方式的單相故障時正序電壓相位分析 圖； 圖6是本發(fā)明母線保護電流同步方法一實施方式的兩相故障時正序電壓相位分析 圖； 圖7是本發(fā)明母線保護電流同步方法一實施方式的基準(zhǔn)間隔選取流程示意圖； 圖8是本發(fā)明母線保護電流同步方法一實施方式的二次插值同步原理圖； 圖9是本發(fā)明實施方式的PT斷線邏輯框圖； 圖10是本發(fā)明實施方式的同步方案下母線正常負荷實驗波形； 圖11是本發(fā)明實施方式的同步方案下母線區(qū)外故障TA飽和的故障實驗波形； 圖12是本發(fā)明實施方式的同步方案下母線區(qū)內(nèi)故障實驗波形。
【具體實施方式】
[0017] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施方式， 對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的【具體實施方式】僅僅用以解釋本發(fā) 明，并不用來限定本發(fā)明。
[0018] 以下結(jié)合圖1至圖3的描述，具體介紹本發(fā)明。圖1為本發(fā)明母線保護電流同步 方法的流程圖。一實施方式中，該母線保護電流同步方法是基于微機繼電保護裝置平臺實 現(xiàn)；微機主系統(tǒng)（CPU系統(tǒng)）采用DSP微處理器；母線保護裝置采用長園深瑞繼保自動化有 限公司的BP-2C-D型分布式微機母線保護裝置。
[0019] 該方法包括多個步驟，具體描述如下。
[0020] 數(shù)據(jù)采集步驟SlO:多個間隔采集單元分別同時采樣母線的多組間隔電流及母線 電壓。請一并參閱圖2-圖3,需要被保護的母線M1、M2連接有多個間隔采集單元JGl-JGn， 其中JGk為間隔母聯(lián)單元。每個間隔采集單元JGi均能采集到母線M1、M2上的間隔電流和 母線電壓。所述間隔電流為母線M1、M2上各元件，例如母聯(lián)單元JGk、主變、線路、電容器等 元件對應(yīng)傳統(tǒng)電流互感器的二次電流，所述母線電壓為母線Ml、M2對應(yīng)傳統(tǒng)電壓互感器的 二次電壓。所采集的間隔電流和母線電壓經(jīng)由SMV網(wǎng)絡(luò)傳輸至母線保護裝置Pmx。
[0021] -實施方式中，間隔采集單元JGl-JGn采用長園深瑞繼保自動化有限公司的 PRS-7393型模擬量合并單