数字式保护继电器及其操作方法技术

本公开涉及一种数字式保护继电器以及数字式保护继电器的操作方法，其用于增强其频率变化率继电器元件（81R）的操作，并且所述数字式保护继电器及其操作方法可以通过测量到的频率计算多个不同的频率变化率，并且在控制继电器操作时使用基于预定的标准选择的频率变化率的值，由此提供增强频率变化率继电器元件的操作可靠性的效果。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及一种保护继电器以及所述保护继电器的操作方法，尤其涉及一种用于增强频率变化率继电器元件的继电器操作的保护继电器以及所述保护继电器的操作方法。
技术介绍
通常，可以使用各种保护继电器来保护电カ系统中的馈电线、电动机、变压器等。这样的保护继电器可以分为机械式和数字式。数字式保护继电器可以包括继电器、通信、数字输入/输出触点等的综合功能。当在电カ系统的任何位置处发生故障时，这种数字式保护继电器执行迅速将发生故障的部分分离的功能。尤其是，如果在分布式发电被操作与电力系统互连的同时将电力系统的ー侧与系统分离，则应将数字式保护继电器的频率变化率继电器元件(81R)设计为与分布式发电侧或者系统分离。如果不这样做，则存在由于重新闭合而产生异步电カ的顾虑，而且会引起安全事故。換言之，如果在监控频率的频率变化率时值等于或者大于预存的设定值，则频率变化率继电器元件可以用快速且准确的方式将分布式发电与其分离，以迅速处理电力系统的故障或者障碍。零交叉方案通常可以用于测量输入信号频率的方法。零交叉方案通过从输入电压或者电流信号的波形中检测与零点交叉的时点并且计算所检测到的零交叉时点之间的间隔来测量频率。然而，使用这种零交叉方案的频率测量可能具有易受包括在输入电压信号中的噪声影响的结构。尤其是，如果外部噪声被引入以使输入信号偏离零交叉点，则在测量频率和实际频率之间会产生很大的误差，由此造成频率变化率继电器元件(81R)的误动作。
技术实现思路
本公开g在解决上述问题，并且本公开的目的是提供ー种数字式保护继电器以及数字式保护继电器的操作方法，其中，附加地计算从测量频率中获得的ー个以上频率变化率，并且接着基于预定的标准选择频率变化率中的一个以用作控制继电器操作的数据，由此防止频率变化率继电器元件的误动作并且增强操作的可靠性。为了实现本公开的上述目的，提供了ー种数字式保护继电器，并且根据本公开的数字式保护继电器可以包括频率测量単元，其被配置为使用零交叉方案来测量输入信号的频率；频率变化率计算单元，其被配置为计算测量频率的各个预定周期的频率的频率变化率以获得第一数据，并且多次累加和平均各个预定周期的频率，接着计算频率的频率变化率以获得ー个以上第二数据；偏差计算单元，其被配置为计算预定时间间隔内的连续频率变化率的偏差；以及操作控制器，其被配置为如果所述偏差等于或者大于基准值，则选择第一数据和ー个以上第二数据中的最小值，并且如果所述偏差小于所述基准值，则选择第ー数据，从而控制继电器的操作。在根据本公开实现上述目的的一实施例中，所述数字式保护继电器的特征可以在于所述频率变化率计算单元将由半周期离散傅里叶变换测量到的频率相对于时间进行微分以获得所述第一数据。此外，所述数字式保护继电器的特征可以在于所述频率变化率计算单元多次累加和平均由半周期离散傅里叶变换测量到的频率，并且将平均值相对于时间进行微分以获得ー个以上第二数据。在根据本公开实现上述目的的一实施例中，所述数字式保护继电器的特征可以在于所述偏差计算单元使用前面多个连续频率变化率和当前频率变化率中的最大值和最小值来计算偏差。为了实现本公开的上述目的，提供了ー种数字式保护继电器的操作方法，所述方法可以包括使用零交叉方案来测量输入信号的频率；计算所测量频率的各个预定周期的·频率的频率变化率以获得第一数据；多次累加和平均各个预定周期的频率，并且接着计算频率的频率变化率以获得ー个以上第二数据；计算预定时间间隔内的连续频率变化率的偏差；如果所述偏差等于或者大于基准值，则选择第一数据和ー个以上第二数据中的最小值，并且如果所述偏差小于基准值，则选择第一数据；以及使用所选择的数据来控制继电器的操作。在根据本公开实现上述目的的一实施例中，所述方法的特征可以在于所述获得的第一数据是将由半周期离散傅里叶变换测量到的频率相对于时间进行微分以获得所述第一数据。此外，所述方法的特征可以在于所述获得的ー个以上第二数据是多次累加和平均由半周期离散傅里叶变换测量到的频率，并且将平均值相对于时间进行微分以获得ー个以上第二数据。在根据本公开实现上述目的的一实施例中，所述方法的特征可以在于所述计算偏差是计算前面多个连续频率变化率和当前频率变化率中的最大值和最小值的偏差。附图说明所包括的附图提供了对本专利技术的进ー步理解，其包含在本说明书中并构成本说明书的一部分，附示出本专利技术的实施例，并与说明书一起用于解释本专利技术的原理。在附图中图I是图示出根据现有技术的数字式保护继电器的频率变化率继电器元件的操作流程图；图2是图示出输入电压信号的采样数据的图；图3是用于说明外部噪声被引入到输入信号中的情况的图；图4是图示出图3中的频率变化率的图；图5是图示出根据本公开的数字式保护继电器的频率变化率继电器元件的示意性框图；图6是图示出根据本公开的数字式保护继电器的频率变化率继电器元件的操作流程图；以及图7是用于说明图6中所计算出的各个频率变化率的图。具体实施例方式下面，将參照附图详细描述根据本公开的数字式保护继电器以及数字式保护继电器的操作方法。图I是图示出根据现有技术的数字式保护继电器的频率变化率继电器元件的操作流程图。首先，输入至系统电カ的电压信号被A/D转换并且作为输入信号提供(S10)。接着，从所提供的输入信号的波形中检测与零点交叉的时点(S20)。以这种方式基于频率的测量来检测与零点交叉的时点的过程被称为零交叉方案。參照图2，图示出了输入至系统电カ的电压信号的采样数据，并且在所图示的信号波形中与零点交叉的时点被示为箭头。如果在步骤S20中没有交叉点，则过程返回至步骤S10。如果检测到与零点交叉的时点，则将过程推进至步骤S30以从所提供的输入信号的波形中测量频率。接着，将测量到的频率相对于时间进行微分以计算频率变化率(S40)。換言之，通过考虑到频率变化率继电器元件的快速操作，以非常短的时间间隔计算频率变化率，例如，可以通过下列等式计算频率在半周期内的频率变化率。 4-/fAf- ニ Iirn * di Ar—>0 Δ 此处，f表示频率，t表示时间。将所计算的频率变化率值与存储在保护继电器中的设定值进行比较(S50)。作为比较的结果，如果所计算的频率变化率值等于或者大于所存储的设定值，则在电カ系统中发生错误，于是保护继电器的频率变化率继电器元件(81R)执行纠正(correct)操作(S60)。如果所计算的频率变化率值小于所存储的设定值，则过程返回至步骤SlO以重复前述步骤。此时，例如如果外部噪声等被引入到输入信号中，则频率变化率值可以以不同于实际值的方式变化。图3图示出这样的示例。如图所示，如果外部噪声被包括在60Hz时接收到的输入信号中，则可以画出偏离于零交叉位置的波形(如虚线圈中所示)。因为此时未检测到任何零交叉时点，所以由测量频率计算出的频率变化率值可以大幅变化。图4图示出在这种情况下的频率变化率。換言之，如果由于引入外部噪声而使计算出的频率变化率具有除“ O”以外的大数据值，并且该数据值大于或者等于存储在保护继电器中的设定值，则即使在正常条件下，也可能发生执行保护继电器的继电器操作的误动作。因此，在如上所述由于引入外部噪声而使频率变化率大幅变化的特定情况下，应当判定所測量到的电压波形不在正常输入状态中，以防止本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对输入信号的频率进行测量以操作继电器的数字式保护继电器，包括：频率测量单元，其被配置为使用零交叉方案来测量所述输入信号的频率；频率变化率计算单元，其被配置为计算测量到的频率的各个预定周期的频率的频率变化率以获得第一数据，并且多次累加和平均各个预定周期的频率，接着计算频率的频率变化率以获得一个以上第二数据；偏差计算单元，其被配置为计算预定的时间间隔内的连续频率变化率的偏差；以及操作控制器，其被配置为将频率变化率的偏差与基准值进行比较，并且基于比较结果来选择第一数据或第二数据来控制所述继电器的操作。

【技术特征摘要】
2011.06.24 KR 10-2011-00619501.一种用于对输入信号的频率进行测量以操作继电器的数字式保护继电器，包括 频率测量单元，其被配置为使用零交叉方案来测量所述输入信号的频率； 频率变化率计算单元，其被配置为计算测量到的频率的各个预定周期的频率的频率变化率以获得第一数据，并且多次累加和平均各个预定周期的频率，接着计算频率的频率变化率以获得一个以上第二数据； 偏差计算单元，其被配置为计算预定的时间间隔内的连续频率变化率的偏差；以及操作控制器，其被配置为将频率变化率的偏差与基准值进行比较，并且基于比较结果来选择第一数据或第二数据来控制所述继电器的操作。2.根据权利要求I所述的数字式保护继电器，其中，如果频率变化率的偏差等于或者大于基准值，则所述操作控制器选择第一数据和第二数据中的最小值，并且如果频率变化 率的偏差小于基准值，则所述操作控制器选择第一数据，从而控制所述继电器的操作。3.根据权利要求I所述的数字式保护继电器，其中，所述频率变化率计算单元将由半周期离散傅里叶变换测量到的频率相对于时间进行微分以获得所述第一数据。4.根据权利要求I所述的数字式保护继电器，其中，所述频率变化率计算单元多次累加和平均由半周期离散傅里叶变换测量到的频率，并将平均值相对于时间进行微分以获得所述第二数据。5.根据权利要求I所述的数字式保护继电器，其中，所述偏差计算单元使用前面多个连续频率变化率和当前频率变化率中的最大值和最小值来计算偏差。6.根据权利要求I所述的数字式保护继电器，其中，所述操作控制器包括比较单元，所述比较单元用于将所选择的第一数据或者第二数据与预存的设定值进行比较。7.根据权利要求6所述的数字式保护继电器，其中，基于所述比较单元的比较结果，如果所选择的数据等于或者大于预存的设定值，则所述操作控制器将其判定为分布式发电的单操作以产生跳闸信号。8.根据权利要求I...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑锺振，
申请(专利权)人：LS产电株式会社，
类型：发明
国别省市：