【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力系统继电保护，尤其涉及一种暂态信号重构判断故障的线路保护系统及方法。
技术介绍
1、电力系统的保护装置是当电力系统中的电力元件如发电机、线路等或电力系统本身发生了故障危及电力系统安全运行时，能够向运行值班人员及时发出警告信号，或者直接向所控制的断路器发出跳闸命令以终止这些事件发展的一种自动化措施和设备。其基本工作原理是当电力系统发生故障时，故障电气量通过模拟量输入系统转换成数字量，然后送入计算机的中央处理器，对故障信息按相应的保护算法和程序进行运算，且将运算的结果随时与给定的整定值进行比较，判别是否发生故障。一旦确认区内故障发生，根据开关量输入的当前断路器和跳闸继电器的状态，经开关量输出系统发出跳闸信号，并显示和打印故障信息。
2、保护装置通常在对输入的电气量进行模数转换时，一般遵循奈奎斯特nyquist采样定理，即必须以高于处理信号带宽2倍的频率对信号进行采样。因此高频信号处理方面的应用对采样芯片的性能提出了更高的要求，受制于工艺等因素，目前采样芯片的速度与精度无法与当前数字处理系统所处理的信息要求相匹配，尤其在设计硬件时受到价格及复杂度可靠性的影响。
3、普通的线路保护装置一般实现短路故障的功能，对采样频率要求不高，但如果实现更高级的算法，必须要处理更高频率的信号，这就对原有的硬件提出更高的性能要求。而大量已经安装的正常使用的保护设备在有效使用期限内无法自然退役，加装或者改造也会造成重复投资和原有资源浪费。
技术实现思路
1、本专利技术
2、为了达到上述目的，本专利技术提供了一种暂态信号重构判断故障的线路保护系统，其包括：模拟量调理模块，所述模拟量调理模块的输出端与滤波模块的输入端相连，所述模拟量调理模块用于接收电压、电流信号并经过变换、录波、隔离和放大后转换为二次信号；滤波模块，所述滤波模块的输出端同时与变频采样控制模块、核心处理模块的输入端相连，所述滤波模块用于滤除所述二次信号中预设的频率成分；核心处理模块，所述核心处理模块与变频采样控制模块相连并进行双向数据传输，所述核心处理模块根据所述滤波后的二次信号判断保护线路中是否发生三相电压、电流超限或者零序电压、电流超限，若为三相电压、电流超限，则控制保护线路的断路器分闸，若为零序电压、电流超限，则控制变频采样控制模块对保护线路中的电压、电流进行变频采样，并对变频采样控制模块输出的采样信号进行暂态信号重构，并根据重构后的暂态信号判断保护线路是否出现单相接地故障；变频采样控制模块，所述变频采样控制模块用于对保护线路中的电压、电流信号进行变频采样。
3、一种暂态信号重构判断故障的线路保护方法，其步骤包括：
4、s1：通过模拟量调理模块对保护线路中的零序电压、零序电流、三相电压和三相电流进行录波采样；
5、s2：通过滤波模块对所述模拟量调理模块采集到的信息进行滤波后输出至核心处理模块；
6、s3：所述核心处理模块对保护线路中的实时电压、电流信息与设定的零序电压定值、零序电流定值、三相电压定值和三相电流定值进行比较，当判断三相电流和三相电压的定值超限后，保护线路的断路器分闸；当判断零序电压和零序电流的定值超限后，启动变频采样控制模块对保护线路中的零序电压信号和零序电流信号进行采样；
7、s4：所述变频采样控制模块生成调制信号并与所述零序电压信号和零序电流信号叠加，并将所述叠加信号输出至核心处理模块；
8、s5：所述核心处理模块对所述叠加信号依次进行高通滤波、暂态信号重构，所述暂态信号重构的计算公式为：
9、x(n)＝θt(n)y(n)，
10、式中，x(n)为重构后的暂态信号，θ(n)为调制信号，θt(n)为θ(n)的转置向量，y(n)为将高通滤波后的信号序列中幅值低于高通滤波最小分辨率10倍的值置零后的向量，n为采样点数；
11、s6：对所述重构后的暂态信号进行带通滤波，设定时间窗并计算时间窗内重构暂态信号的幅值最大区段；
12、s7：将所述区段内的零序电压和零序电流进行暂态功率方向计算，判断是否有单相接地故障，其具体包括：
13、s701：根据特征频段获取零序电压和零序电流的特征电压和特征电流；
14、s702：计算特征电压的hilbert变换
15、s703：计算暂态功率qk，其计算公式为：
16、
17、式中，i0k(n)为零序电流的第n个采样点的对应采样值；
18、s704：根据暂态功率的极性判断是否有单相接地故障，即当qk<0时，判断有单相接地故障。
19、优选方式下，所述零序电压和零序电流的定值超限的判断标准为：保护线路中零序电流通道和零序电压通道的连续3个采样点的零序电流值和零序电压值超过设定的零序电流定值和零序电压定值，且两个采样点间间隔的变化率超过100％，记录第2个采样点的时刻，并启动变频采样控制模块。
20、本专利技术的有益效果为：除了能够进行短路故障判断外，还能够使用该重构后的暂态信息进行暂态功率方向计算来判断单相接地故障。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种暂态信号重构判断故障的线路保护系统，其特征在于，其包括：模拟量调理模块，所述模拟量调理模块的输出端与滤波模块的输入端相连，所述模拟量调理模块用于接收电压、电流信号并经过变换、录波、隔离和放大后转换为二次信号；滤波模块，所述滤波模块的输出端同时与变频采样控制模块、核心处理模块的输入端相连，所述滤波模块用于滤除所述二次信号中预设的频率成分；核心处理模块，所述核心处理模块与变频采样控制模块相连并进行双向数据传输，所述核心处理模块根据所述滤波后的二次信号判断保护线路中是否发生三相电压、电流超限或者零序电压、电流超限，若为三相电压、电流超限，则控制保护线路的断路器分闸，若为零序电压、电流超限，则控制变频采样控制模块对保护线路中的电压、电流进行变频采样，并对变频采样控制模块输出的采样信号进行暂态信号重构，并根据重构后的暂态信号判断保护线路是否出现单相接地故障；变频采样控制模块，所述变频采样控制模块用于对保护线路中的电压、电流信号进行变频采样。
2.一种暂态信号重构判断故障的线路保护方法，其特征在于，其步骤包括：
3.根据权利要求2所述暂态信号重构判断故障的线路
...【技术特征摘要】
1.一种暂态信号重构判断故障的线路保护系统，其特征在于，其包括：模拟量调理模块，所述模拟量调理模块的输出端与滤波模块的输入端相连，所述模拟量调理模块用于接收电压、电流信号并经过变换、录波、隔离和放大后转换为二次信号；滤波模块，所述滤波模块的输出端同时与变频采样控制模块、核心处理模块的输入端相连，所述滤波模块用于滤除所述二次信号中预设的频率成分；核心处理模块，所述核心处理模块与变频采样控制模块相连并进行双向数据传输，所述核心处理模块根据所述滤波后的二次信号判断保护线路中是否发生三相电压、电流超限或者零序电压、电流超限，若为三相电压、电流超限，则控制保护线路的断路器分闸，若为零序电压、电流超限，则控制变频采样控制模块对保护线路中...
【专利技术属性】
技术研发人员：田井辅，于游，马强，孙振庭，慈建斌，李涛，董明，王士铭，曲静，李金铭，
申请(专利权)人：国网辽宁省电力有限公司大连供电公司，
类型：发明
国别省市：
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