电力系统继电保护_9数字式继电保护技术基础.ppt

服务理念中的“点点” ◆理解多一点 真情浓一点 ◆学习勤一点 品质高一点 ◆理由少一点 效率高一点 ◆处理问题灵活点 工作过程用心点 ◆对待同事宽容点 互相协作快乐点 9.3.3 移相算法及序分量算法 (1) 复相量滤序算法 假定已通过前面的算法求得了各相电压基频相量的实部和虚部，令三相电压的相量记为： 零序分量、正序分量及负序分量电压的相量记为： 将上两式代入式9-65便可得到各序分量的相量，以负序为例： 零序分量和正序分量仿此计算。 9.3.3 移相算法及序分量算法 (2) 正弦采样序列滤序算法 假定三相基频电压采样值分别为ua(n)、ub(n)、uc(n)。 零序分量3u0(n)=ua(n)+ub(n)+uc(n) 负序分量2u2(n)=ua(n)+ub(n)+uc(n) 正序分量仿上式计算。 上述算法据窗宽度为Wd=2N/3+1，计算时间较长。 缩小数据窗算法： 对于C相电压，考虑到正弦量有u(n)=-u(n-N/2)： 上述算法据窗宽度为Wd=N/6+1，计算时间大大缩短。 9.3.4 基于输电线路简化物理模型的阻抗算法 忽略分布电容的影响，假设输电线路仅由电阻和电抗串联组成，当线路上发生金属性短路故障时，测量端的电压和电流满足以下微分方程： 9.3.4 基于输电线路简化物理模型的阻抗算法 相间短路——u和i分别为故障相的电压差和电流差；相间短路的过渡电阻主要是电弧电阻，其值较小。可直接用式9-76计算。 单相接地短路——u采用故障相电压，而i则为故障相电流加上零序补偿电流；接地短路的过渡电阻较大。实用中需对式9-76进行改进。 9.3.4 基于输电线路简化物理模型的阻抗算法 9.3.5 故障分量的算法 1 采样序列故障分量算法 以电流为例，基于采样序列的故障分量算法包括周期比较算法和半周比较算法。 用当前采样值与K个基频整周期前的采样值之差求得故障分量的采样值，常被称为周期比较算法。 Δi(n)=i(n)-i(n-KN) 用当前采样值与2K-1个基频半周期前的采样值之和求得故障分量的采样值，则常被称为半周比较算法。 经过式9-82或式9-83的连续运算，就可以得到一组新的采样值序列——故障分量序列，然后对该序列应用前面介绍的各种算法，就可以计算出故障分量的复相量、模值、相位以及功率、阻抗等特征量，进而可实现基于故障分量的保护原理。 9.3.5 故障分量的算法 2 复相量的故障分量算法 以基频电压为例，其故障分量相量可表示为： 上式便可展开成由故障后和故障前的电压相量计算故障分量相量的实虚部的表达式。应用上式时，要注意在利用采样值计算故障后及故障前相量时必须满足计算始点和计算区间的要求，即计算故障后相量必须使用故障后的采样数据，计算故障前相量必须使用故障前的采样数据，并且保持它们所使用的采样数据在时间上相差基频周期的整倍数（周期比较法）。 9.4 数字式保护的基本动作判据的算法 9.4.1 启动判据的算法 1 稳态量启动元件及算法 稳态量启动元件——指直接根据测量量的大小决定是否启动的判别元件，它又可分为过量启动元件和欠量启动元件。 现以反映基频分量的过电流启动元件为例，其启动判据为： 若想进一步减少计算量，还可将上式取平方，得到新的启动判据： 由于启动元件多采用较短数据窗的算法，为避免因干扰等偶然原因引起误启动，可采用连续多次重复计算启动判据，当连续M次都满足启动判据时，才判定并发出启动指令。实用中常取为M=3次。 9.4.1 启动判据的算法 2 突变量启动元件及算法 以电流启动方式为例，突变量启动判据的算法通常有两种(设每基频周期采样次数为N)： 在突变量启动判据中，减小K值有利于减小系统频率波动的不利影响，一般可取K=1。 为防止干扰引起误启动，上式同样需要使用连续多点采样值进行连续多次判定（通常取为3次）。 9.4.1 启动判据的算法 为了进一步减少系统频率波动的影响，改善启动元件的稳定性和提高启动灵敏度，实用中与式9-87、9-88相对应的电流突变量启动判据为： 以式9-89的第一个算式为例说明： 9.4.2 相位比较和幅值比较判据的算法 1 相位比较判据的算法 (1) 余弦型比相判据的算法 当上式所示相量的相角满足式9-90条件时，必然有其实部小于或等于零，由此可得到余弦型比相判据的算法为： 9.4.2 相位比较和幅值比较判据的算法 (2) 正弦型比相判据的算法 正弦型比相判据的表达式为： 类似上述分析，其算法为： 余弦和正弦比相判据的比相区域都是比较理想的（即比相范围为180°，且比相边界为90°到270°或者0°到180°