本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)繼電保護(hù)，尤其涉及一種分布式調(diào)相機(jī)三次諧波零壓定子接地保護(hù)方法和裝置。

背景技術(shù)：

1、大型調(diào)相機(jī)為隱極機(jī)、調(diào)變組接線形式和中性點(diǎn)接地方式固定，且無機(jī)端斷路器。而分布式調(diào)相機(jī)中存在凸極機(jī)和隱極機(jī)兩種形式，主接線形式和中性點(diǎn)接地方式不固定且與大型調(diào)相機(jī)調(diào)不同，有機(jī)端斷路器，當(dāng)機(jī)端斷路器斷開時(shí)，三次諧波電壓比計(jì)算只考慮機(jī)端和中性點(diǎn)分布電容的影響，當(dāng)機(jī)端斷路器合閘后，三次諧波電壓比的計(jì)算又考慮了主變、勵(lì)磁變、母線等系統(tǒng)側(cè)電容的影響，并且大多數(shù)機(jī)端斷路器兩側(cè)都裝有防止過電壓的并聯(lián)電容器，因此機(jī)組并網(wǎng)前后，三次諧波電壓比差異較大，需根據(jù)不同工況設(shè)置相應(yīng)的保護(hù)定值。

2、轉(zhuǎn)子繞組磁動(dòng)勢與定子繞組磁動(dòng)勢共同作用，產(chǎn)生分布式調(diào)相機(jī)氣隙磁場的三次諧波磁通。并網(wǎng)前沒有電樞反應(yīng)，機(jī)端三次諧波為機(jī)端電壓的三次諧波分量，并網(wǎng)帶負(fù)荷后，電樞反應(yīng)作用使磁路飽和，產(chǎn)生三次諧波電勢，其中有功功率電樞反應(yīng)產(chǎn)生的磁通位于調(diào)相機(jī)q軸方向，無功功率電樞反應(yīng)產(chǎn)生的磁通位于調(diào)相機(jī)d軸方向，對于凸極分布式調(diào)相機(jī)來說，d軸方向氣隙較小，易飽和，因此無功功率對凸極式分布式調(diào)相機(jī)三次諧波電勢影響較大，不同無功功率時(shí)三次諧波電壓比有差異，導(dǎo)致常規(guī)的三次諧波電壓比判據(jù)可靠性降低，因此應(yīng)該專門針對分布式調(diào)相機(jī)研究同時(shí)適用于隱極式和凸極式分布式調(diào)相機(jī)的三次諧波零壓定子接地保護(hù)方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明提供一種分布式調(diào)相機(jī)三次諧波零壓定子接地保護(hù)方法和裝置，以解決上述提及的至少一個(gè)問題。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下方案：

3、根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種分布式調(diào)相機(jī)三次諧波零壓定子接地保護(hù)方法，所述方法包括：采集分布式調(diào)相機(jī)機(jī)端斷路器合閘位置信息、靜態(tài)無功補(bǔ)償器合閘位置信息以及機(jī)端模擬量信息；基于所述機(jī)端模擬量信息，計(jì)算機(jī)端零序電壓和中性點(diǎn)零序電壓的三次諧波分量、機(jī)組無功功率和機(jī)組頻率；根據(jù)所述機(jī)端斷路器合閘位置信息、所述靜態(tài)無功補(bǔ)償器合閘位置信息以及所述機(jī)組頻率構(gòu)成工況隨調(diào)判據(jù)，并基于所述工況隨調(diào)判據(jù)自動(dòng)切換并網(wǎng)前和并網(wǎng)后的三次諧波電壓比定值；基于所述機(jī)組無功功率獲得無功功率標(biāo)幺值；根據(jù)所述無功功率標(biāo)幺值、所述三次諧波電壓比定值、預(yù)設(shè)的可靠性系數(shù)以及預(yù)設(shè)的功率隨調(diào)控制字構(gòu)成功率隨調(diào)判據(jù)，并基于所述功率隨調(diào)判據(jù)確定三次諧波電壓比計(jì)算定值；基于所述三次諧波電壓比計(jì)算定值、所述中性點(diǎn)零序電壓的三次諧波分量的幅值、所述中性點(diǎn)零序電壓的pt變比、機(jī)端零序電壓的pt變比構(gòu)成接地保護(hù)判據(jù)，并基于所述接地保護(hù)判據(jù)判斷是否滿足三次諧波零壓定子接地保護(hù)動(dòng)作條件。

4、作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，上述方法中機(jī)端模擬量信息包括：機(jī)端三相電壓、機(jī)端三相電流、機(jī)端零序電壓及中性點(diǎn)零序電壓的采樣值。

5、作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，上述方法中基于所述機(jī)端模擬量信息，計(jì)算機(jī)端零序電壓和中性點(diǎn)零序電壓的三次諧波分量、機(jī)組無功功率和機(jī)組頻率包括：利用所述機(jī)端零序電壓和所述中性點(diǎn)零序電壓的采樣值，通過傅氏算法和數(shù)字濾波器算法求出機(jī)端零序電壓的三次諧波分量、中性點(diǎn)零序電壓的三次諧波分量；利用所述機(jī)端三相電壓和所述機(jī)端三相電流的采樣值，通過傅氏算法和無功功率算法，求得機(jī)組無功功率；利用所述機(jī)端三相電壓的采樣值，通過硬件測頻算法或軟件測頻算法，求得機(jī)組頻率。

6、作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，上述方法中根據(jù)所述機(jī)端斷路器合閘位置信息、所述靜態(tài)無功補(bǔ)償器合閘位置信息以及所述機(jī)組頻率構(gòu)成工況隨調(diào)判據(jù)，并基于所述工況隨調(diào)判據(jù)自動(dòng)切換并網(wǎng)前和并網(wǎng)后的三次諧波電壓比定值包括：當(dāng)機(jī)端斷路器合閘位置信息為1、靜態(tài)無功補(bǔ)償器合閘位置信息為0，且機(jī)組頻率大于設(shè)定頻率時(shí)，判定機(jī)組并網(wǎng)狀態(tài)為1，機(jī)端斷路器合閘位置信息為1表示有機(jī)端斷路器合閘位置開入，靜態(tài)無功補(bǔ)償器合閘位置信息為0表示無靜態(tài)無功補(bǔ)償器合閘位置開入，機(jī)組并網(wǎng)狀態(tài)為1表示機(jī)組處于并網(wǎng)狀態(tài)；當(dāng)機(jī)端斷路器合閘位置為0或靜態(tài)無功補(bǔ)償器合閘位置為1時(shí)，延時(shí)判定為機(jī)組并網(wǎng)狀態(tài)為0，機(jī)端斷路器合閘位置為0表示無機(jī)端斷路器合閘位置開入，靜態(tài)無功補(bǔ)償器合閘位置為1表示有靜態(tài)無功補(bǔ)償器合閘位置開入，機(jī)組并網(wǎng)狀態(tài)為0表示機(jī)組未處于并網(wǎng)狀態(tài)；

7、構(gòu)建如下式的工況隨調(diào)判據(jù)：

8、

9、上式中，kset為三次諧波電壓比定值，kbeforeset為并網(wǎng)前三次諧波電壓比定值，kafterset并網(wǎng)后三次諧波電壓比定值，工況隨調(diào)控制字為可整定控制字，當(dāng)分布式調(diào)相機(jī)并網(wǎng)前后實(shí)測三次電壓比值差異超過設(shè)定閾值時(shí)，工況隨調(diào)控制字整定為1，否則，工況隨調(diào)控制字整定為0；

10、基于所述工況隨調(diào)判據(jù)輸出定值自動(dòng)切換后的kset值。

11、作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，上述方法中基于所述機(jī)組無功功率獲得無功功率標(biāo)幺值包括：

12、基于所述機(jī)組無功功率，利用下式獲得無功功率標(biāo)幺值：

13、

14、上式中，q*為無功功率標(biāo)幺值，qn為分布式調(diào)相機(jī)額定容量，q為機(jī)組無功功率。

15、作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，上述方法中根據(jù)所述無功功率標(biāo)幺值、所述三次諧波電壓比定值、預(yù)設(shè)的可靠性系數(shù)以及預(yù)設(shè)的功率隨調(diào)控制字構(gòu)成功率隨調(diào)判據(jù)，并基于所述功率隨調(diào)判據(jù)確定三次諧波電壓比計(jì)算定值包括：

16、根據(jù)所述無功功率標(biāo)幺值、所述三次諧波電壓比定值、預(yù)設(shè)的可靠性系數(shù)以及預(yù)設(shè)的功率隨調(diào)控制字構(gòu)成如下式的功率隨調(diào)判據(jù)：

17、

18、上式中：kjsset是三次諧波電壓比計(jì)算定值，kr為可靠系數(shù)，kr的可整定范圍為0.01～0.2，功率隨調(diào)控制字為可整定控制字，當(dāng)分布式調(diào)相機(jī)為凸極機(jī)時(shí)，功率隨調(diào)控制字整定為1，當(dāng)為隱極機(jī)時(shí)，功率隨調(diào)控制字整定為0。

19、作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，上述方法中基于所述三次諧波電壓比計(jì)算定值、所述中性點(diǎn)零序電壓的三次諧波分量的幅值、所述中性點(diǎn)零序電壓的pt變比、機(jī)端零序電壓的pt變比構(gòu)成接地保護(hù)判據(jù)，并基于所述接地保護(hù)判據(jù)判斷是否滿足三次諧波零壓定子接地保護(hù)動(dòng)作條件包括：

20、基于所述三次諧波電壓比計(jì)算定值、所述中性點(diǎn)零序電壓的三次諧波分量的幅值、所述中性點(diǎn)零序電壓的pt變比、機(jī)端零序電壓的pt變比構(gòu)成如下式所示的接地保護(hù)判據(jù)：

21、

22、上式中：為機(jī)端零序電壓三次諧波分量，un3為中性點(diǎn)零序電壓三次諧波分量的幅值；ntv3為中性點(diǎn)零序電壓的pt變比；ntv1為機(jī)端零序電壓的pt變比；

23、當(dāng)所述接地保護(hù)判據(jù)滿足動(dòng)作條件，經(jīng)過延時(shí)tset，判定為三次諧波零壓定子接地保護(hù)動(dòng)作。

24、根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種分布式調(diào)相機(jī)三次諧波零壓定子接地保護(hù)裝置，所述裝置包括：信息采集單元，用于采集分布式調(diào)相機(jī)機(jī)端斷路器合閘位置信息、靜態(tài)無功補(bǔ)償器合閘位置信息以及機(jī)端模擬量信息；數(shù)據(jù)計(jì)算單元，用于基于所述機(jī)端模擬量信息，計(jì)算機(jī)端零序電壓和中性點(diǎn)零序電壓的三次諧波分量、機(jī)組無功功率和機(jī)組頻率；工況隨調(diào)單元，用于根據(jù)所述機(jī)端斷路器合閘位置信息、所述靜態(tài)無功補(bǔ)償器合閘位置信息以及所述機(jī)組頻率構(gòu)成工況隨調(diào)判據(jù)，并基于所述工況隨調(diào)判據(jù)自動(dòng)切換并網(wǎng)前和并網(wǎng)后的三次諧波電壓比定值；標(biāo)幺值獲取單元，用于基于所述機(jī)組無功功率獲得無功功率標(biāo)幺值；計(jì)算定值確定單元，用于根據(jù)所述無功功率標(biāo)幺值、所述三次諧波電壓比定值、預(yù)設(shè)的可靠性系數(shù)以及預(yù)設(shè)的功率隨調(diào)控制字構(gòu)成功率隨調(diào)判據(jù)，并基于所述功率隨調(diào)判據(jù)確定三次諧波電壓比計(jì)算定值；接地保護(hù)判斷單元，用于基于所述三次諧波電壓比計(jì)算定值、所述中性點(diǎn)零序電壓的三次諧波分量的幅值、所述中性點(diǎn)零序電壓的pt變比、機(jī)端零序電壓的pt變比構(gòu)成接地保護(hù)判據(jù)，并基于所述接地保護(hù)判據(jù)判斷是否滿足三次諧波零壓定子接地保護(hù)動(dòng)作條件。

25、作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，上述機(jī)端模擬量信息包括：機(jī)端三相電壓、機(jī)端三相電流、機(jī)端零序電壓及中性點(diǎn)零序電壓的采樣值。

26、作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，上述數(shù)據(jù)計(jì)算單元包括：諧波分量計(jì)算模塊，用于利用所述機(jī)端零序電壓和所述中性點(diǎn)零序電壓的采樣值，通過傅氏算法和數(shù)字濾波器算法求出機(jī)端零序電壓的三次諧波分量、中性點(diǎn)零序電壓的三次諧波分量；無功功率計(jì)算模塊，用于利用所述機(jī)端三相電壓和所述機(jī)端三相電流的采樣值，通過傅氏算法和無功功率算法，求得機(jī)組無功功率；頻率計(jì)算模塊，用于利用所述機(jī)端三相電壓的采樣值，通過硬件測頻算法或軟件測頻算法，求得機(jī)組頻率。

27、作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，上述工況隨調(diào)單元具體用于：當(dāng)機(jī)端斷路器合閘位置信息為1、靜態(tài)無功補(bǔ)償器合閘位置信息為0，且機(jī)組頻率大于設(shè)定頻率時(shí)，判定機(jī)組并網(wǎng)狀態(tài)為1，機(jī)端斷路器合閘位置信息為1表示有機(jī)端斷路器合閘位置開入，靜態(tài)無功補(bǔ)償器合閘位置信息為0表示無靜態(tài)無功補(bǔ)償器合閘位置開入，機(jī)組并網(wǎng)狀態(tài)為1表示機(jī)組處于并網(wǎng)狀態(tài)；當(dāng)機(jī)端斷路器合閘位置為0或靜態(tài)無功補(bǔ)償器合閘位置為1時(shí)，延時(shí)判定為機(jī)組并網(wǎng)狀態(tài)為0，機(jī)端斷路器合閘位置為0表示無機(jī)端斷路器合閘位置開入，靜態(tài)無功補(bǔ)償器合閘位置為1表示有靜態(tài)無功補(bǔ)償器合閘位置開入，機(jī)組并網(wǎng)狀態(tài)為0表示機(jī)組未處于并網(wǎng)狀態(tài)；

28、構(gòu)建如下式的工況隨調(diào)判據(jù)：

29、

30、上式中，kset為三次諧波電壓比定值，kbeforeset為并網(wǎng)前三次諧波電壓比定值，kafterset并網(wǎng)后三次諧波電壓比定值，工況隨調(diào)控制字為可整定控制字，當(dāng)分布式調(diào)相機(jī)并網(wǎng)前后實(shí)測三次電壓比值差異超過設(shè)定閾值時(shí)，工況隨調(diào)控制字整定為1，否則，工況隨調(diào)控制字整定為0；

31、基于所述工況隨調(diào)判據(jù)輸出定值自動(dòng)切換后的kset值。

32、作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，上述標(biāo)幺值獲取單元具體用于：基于所述機(jī)組無功功率，利用下式獲得無功功率標(biāo)幺值：

33、

34、上式中，q*為無功功率標(biāo)幺值，qn為分布式調(diào)相機(jī)額定容量，q為機(jī)組無功功率。

35、作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，上述計(jì)算定值確定單元具體用于：根據(jù)所述無功功率標(biāo)幺值、所述三次諧波電壓比定值、預(yù)設(shè)的可靠性系數(shù)以及預(yù)設(shè)的功率隨調(diào)控制字構(gòu)成如下式的功率隨調(diào)判據(jù)：

36、

37、上式中：kjsset是三次諧波電壓比計(jì)算定值，kr為可靠系數(shù)，kr的可整定范圍為0.01～0.2，功率隨調(diào)控制字為可整定控制字，當(dāng)分布式調(diào)相機(jī)為凸極機(jī)時(shí)，功率隨調(diào)控制字整定為1，當(dāng)為隱極機(jī)時(shí)，功率隨調(diào)控制字整定為0。

38、作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，上述接地保護(hù)判斷單元具體用于：基于所述三次諧波電壓比計(jì)算定值、所述中性點(diǎn)零序電壓的三次諧波分量的幅值、所述中性點(diǎn)零序電壓的pt變比、機(jī)端零序電壓的pt變比構(gòu)成如下式所示的接地保護(hù)判據(jù)：

39、

40、上式中：為機(jī)端零序電壓三次諧波分量，un3為中性點(diǎn)零序電壓三次諧波分量的幅值；ntv3為中性點(diǎn)零序電壓的pt變比；ntv1為機(jī)端零序電壓的pt變比；

41、當(dāng)所述接地保護(hù)判據(jù)滿足動(dòng)作條件，經(jīng)過延時(shí)tset，判定為三次諧波零壓定子接地保護(hù)動(dòng)作。

42、根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種電子設(shè)備，包括存儲器、處理器以及存儲在所述存儲器上并可在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)上述方法的步驟。

43、根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述方法的步驟。

44、本發(fā)明所提出的分布式調(diào)相機(jī)三次諧波零壓定子接地保護(hù)方法和裝置，通過工況隨調(diào)判據(jù)，能夠快速識別機(jī)組的運(yùn)行工況(并網(wǎng)前或并網(wǎng)后)，并自動(dòng)切換相應(yīng)的保護(hù)定值，避免了因工況變化導(dǎo)致的保護(hù)誤動(dòng)或拒動(dòng)，提高了保護(hù)的靈活性。功率隨調(diào)判據(jù)通過無功功率標(biāo)幺值制動(dòng)，進(jìn)一步提高了不同運(yùn)行工況下的保護(hù)可靠性。另外，本技術(shù)同時(shí)適用于凸極式和隱極式分布式調(diào)相機(jī)，以及有機(jī)端斷路器和無機(jī)端斷路器的各種情況，適用范圍廣，適合推廣應(yīng)用。