本文描述了在功率波动期间操作智能电子装置(IED)的示例。在示例中，接收用于相位的电压测量值并且对其采样。基于电压测量值计算电压样本的均方根(RMS)值。基于RMS值计算用于每个相的德尔塔量。RMS值和德尔塔量中的每个都与相应的采样时刻相关联。响应于德尔塔量大于预定阈值，检测峰值德尔塔量。确定与峰值德尔塔量相关联的采样时刻和与第一德尔塔量相关联的采样时刻之间的时间间隔。基于时间间隔与阈值时间的比较，干扰状态可以被检测为功率波动，并且因此可以阻止在IED处的故障检测。并且因此可以阻止在IED处的故障检测。并且因此可以阻止在IED处的故障检测。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在功率波动期间的智能电子装置操作
[0001]本专利技术总体上涉及电力传输系统。更具体地，本专利技术涉及在功率波动状态下操作智能电子装置(IED)。
技术介绍
[0002]一种或多种电力系统装置，例如，阻抗式距离继电器和智能电子装置(IED)，通常用于监测和保护电网中的传输线路。电网的电力系统通常在稳态条件下操作。在稳态条件下，电力系统设备和传输线路承载标称电压和电流，这促使电力系统和电网正常操作。当在传输线路中发生电气干扰时，电网的稳定状态会受影响。
[0003]电气干扰，例如，电气故障和功率波动，可能会导致电力系统偏离稳态。这些故障可能会导致电流中断、设备损坏以及危及人类生命。电气故障导致电压和电流偏离标称值。当发生故障时，导致过高的电流流过，这对电力系统设备和装置是不利的。功率波动是指在传输线路上的有功功率流和无功功率流的振荡。由于电力系统故障、线路切换、发电机断开以及开启/关闭大块负载而可能会发生功率波动。
[0004]保护装置，例如，距离继电器/智能电子装置(IED)，被设计为提供传输线路的主要和备用保护。在电网的稳态条件下，线路电压的值保持大于线路电流。当发生故障时，电流的幅值(magnitude)上升并且电压降低，从而使传输线路的故障段的线路阻抗(线路电压与电流之比)降低。距离继电器/IED持续地监测线路电流和电压流。如果电压与电流相量的比率(阻抗)低于设定在继电器/IED中的预定阈值，则继电器/IED进入其操作区中并且向开关部件(例如，断路器)发送跳闸命令，以便断开电路，从而保护电力系统的部件免受损坏。这预计仅在正常短路故障条件期间发生。然而，在特殊情况(例如，负载侵入和功率波动状态)期间，由继电器/IED所测到的阻抗可以进入跳闸边界中。由于严峻的负载条件，负载侵入可以导致阻抗继电器进行不期望的操作。存在有若干方法来防止由于负载侵入引起的误操作，例如，通过改变阻抗特性的形状和通过实施负载盲区(blinder)方案，等等。
[0005]另一种情形是功率波动。功率波动经常是由严重干扰引起的，例如，传输线路的跳闸、发电的损失和大块负载的切换。在功率波动期间，传输线路的表观阻抗会进入IED的操作特性内，这是由于在功率波动期间可以同时出现电流的最大振幅和电压的最小振幅。结果，即使在没有故障的情况下，IED也可能进入其操作区并且倾向于鉴于由IED测量的表观阻抗而跳闸。基于此，功率波动可能会被误解为故障，并且IED会跳闸，从而导致级联线路中断。
附图说明
[0006]以下详细的描述参照附图，其中：
[0007]图1示出根据示例的双源等效电网的框图；
[0008]图2示出根据示例的智能电子装置(IED)的框图；
[0009]图3示出根据示例的曲线图，其描绘与针对时间标绘的采样时刻相关联的电压的
RMS值；
[0010]图4示出根据示例的曲线图，其描绘与针对滤波之后的时间标绘的采样时刻相关联的电压的RMS值；
[0011]图5示出根据示例的曲线图，其描绘与针对时间标绘的相应采样时刻相关联的电压的德尔塔(delta)量；
[0012]图6示出根据示例的曲线图，其描绘与针对滤波之后的时间标绘的相应采样时刻相关联的电压的德尔塔量；
[0013]图7示出根据示例的曲线图，其描绘针对时间标绘的两个相继德尔塔量之间的幅值差；
[0014]图8示出根据示例的曲线图，其指示在电气干扰的不同情形下由德尔塔量达到其峰值所花费的时间；以及
[0015]图9A和图9B示出根据示例的用于在功率波动期间操作智能电子装置(IED)的方法。
具体实施方式
[0016]在IED中包含有功率波动阻止功能，以区分功率波动和故障，并且阻止IED在功率波动期间操作。通常，使用不同的方法来检测功率波动并且在功率波动期间阻止IED。可以采用在故障和功率波动之间的基于盲区(blinder)或同心特性的差异。依据线路和电力系统阻抗以及波动频率，基于同心特性的差异涉及确定若干参数的值，例如，盲区位置和时间设定。因此，为了使用基于盲区的差异，将在电力系统的各种操作情形下执行细致而详细的故障研究和稳定性研究程序。此外，随着可再生动力源的引入，波动频率会趋向于降低，这会使功率波动和故障之间的基于计时器的差异变得复杂且容易出错。
[0017]另一种可以用于区分功率波动和故障的方法可以是基于确定波动中心电压(SCV)。SCV是在双源等效系统中当两个源之间的角度为180度时在电压幅值为零的点处的电压。在功率波动期间，SCV持续地变化，但是在故障期间SCV除了在故障之后的初始阶段期间突然变化以外几乎保持恒定。因此，SCV的幅值的变化率可以用于检测功率波动并且相应地操作IED。然而，与此方法有关的一个问题是可靠阈值的设定。例如，阈值应当保持非常低以用于检测低频(0.2Hz
‑
0.5Hz)功率波动。而且，如果在180度功率角处发生高阻故障(更靠近波动中心点的故障)，则会发生未检测到SCV电压的变化。
[0018]又一种方法可以是基于减小的电阻和电阻变化率来区分功率波动和故障。在功率波动期间，测得的阻抗的电阻值持续地变化。但是当发生故障时，测得的阻抗的电阻值除了在故障的初始时刻处以外不发生变化。在具有低滑差频率的功率波动期间电阻的变化率显著地降低，并且因此该方法会无法区分三相故障和功率波动。此外，可以使用叠加的电流和电压信号来检测功率波动。然而，这种技术会无法检测在波动中心电压附近以接近于180度的功率角发生的高阻抗故障，这是由于在这些条件下叠加的量倾向于小到可忽略不计。
[0019]本专利技术涉及在功率波动状态下操作智能电子装置(IED)。在示例中，IED与电力系统的电力网络中的电力传输线路的终端相关联。根据本专利技术，IED可以可靠地且准确地识别功率波动的发生，并且因此可以在功率波动期间阻止IED处的故障检测以防止不期望的跳闸。根据本专利技术的方法能够识别源自稳态条件的功率波动，而与稳定性研究参数无关，例
如，与盲区位置设定和时间设定无关。此外，本专利技术的技术也与电力系统参数无关，例如，与线路和系统阻抗以及波动频率无关。此外，本专利技术的技术能够区分三相故障和功率波动。
[0020]根据本专利技术的示例，IED可以接收用于电力传输线路的终端的每个相的电压测量值。在示例中，IED可以从电压互感器(PT)接收电压测量值。电压测量值可以是传输线路的线路电压的瞬时电压读数。电压测量值被采样以获得多个样本，多个样本中的每个都对应于这样的采样时刻，即，所述采样时刻是捕获样本的时刻。IED基于相对应的相的电压测量值确定用于每个相的多个均方根(RMS)值。多个RMS值中的每个都与多个采样时刻之中的相应采样时刻相关联。使用预定数量的样本来计算多个RMS值中的每个。预定数量的样本包括在相应采样时刻处捕获的样本以及在先前采样时刻处捕获的样本。在示例中，预定数量的样本取决于IED的采样率和硬件能力。在示例中，预定数量的样本可以是20个样本或多于20个的样本。IED确定用于每个本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于操作在功率波动状态下的智能电子装置(IED)的方法，其中，所述IED与电力传输线路的终端相关联，所述方法包括：接收所述电力传输线路的终端的每个相的电压测量值，其中，对所述电压测量值采样以获得多个样本，所述多个样本中的每个样本对应于样本被捕获时的采样时刻；基于相对应的相的所述电压测量值，确定每个相中的所述测量值的多个均方根(RMS)值，其中，所述多个RMS值中的每个RMS值与所述多个采样时刻中的相应的采样时刻相关联并且使用预定数量的样本来计算，所述预定数量的样本包括在所述相应的采样时刻捕获的样本以及在先前采样时刻捕获的样本；确定每个相的多个德尔塔量，其中，所述多个德尔塔量中的每个德尔塔量与所述相应的采样时刻相关联，并且被计算为在与所述相应的采样时刻相关联的RMS值和与所述预定数量的样本之前的采样时刻相关联的RMS值之间的差；基于对所述多个德尔塔量的持续监测，检测所述多个德尔塔量中的德尔塔量是否大于预定阈值；响应于确定所述德尔塔量大于所述预定阈值，检测峰值德尔塔量；确定在与所述峰值德尔塔量相关联的采样时刻和与所述多个德尔塔量之中的第一德尔塔量相关联的采样时刻之间的时间间隔；基于所述时间间隔与阈值时间的比较，检测干扰状态；以及响应于检测到所述干扰状态是功率波动，阻止在所述IED处的故障检测。2.根据权利要求1所述的方法，其中，响应于确定所述时间间隔大于所述阈值时间，所述干扰状态被检测为功率波动。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，检测所述峰值德尔塔量包括：确定在所述多个德尔塔量中的两个德尔塔量之间的幅值差，所述两个德尔塔量与所述多个采样时刻之中的两个相继采样时刻相关联；识别所述幅值差的过零点；以及基于所述幅值差的所述过零点，确定所述峰值德尔塔量。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述预定阈值为约0.5千伏。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述阈值时间在50毫秒至55毫秒之间的范围内。6.一种智能电子装置(IED)，所述智能电子装置能够在功率波动状态下操作，其中，所述IED与电力传输线路的终端相关联，所述IED...
【专利技术属性】
技术研发人员：O，
申请(专利权)人：日立能源瑞士股份公司，
类型：发明
国别省市：
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