专利名称：一种基于区域电网的采样数据异常检测及过电流保护方法
技术领域：
本发明涉及一种基于区域电网的采样数据异常检测及过电流保护方法，属于电力系统继电保护技术领域。
背景技术：
智能电网的发展促进了利用发达光纤通讯网络技术及先进的计算机技术将区域电网的一次系统的继电保护功能集中到一个(或几个)物理装置中实现。基于基尔霍夫电流定律的差动保护是集中式保护装置的主要保护原理，差动保护原理基于电力系统中电流互感器的二次采样值能够真实反映一次系统的电流大小。因此当某个电流互感器出现采样异常时，就会对差动保护造成影响，可能会在电网中无故障时保护误动作
发明内容
本发明的目的是解决现有区域电网的一次系统的继电保护系统中电流互感器出现采样异样时，对差动保护造成影响，以致于电网中无故障时出现保护误动作。本发明为解决上述技术问题而提出一种基于区域电网的采样数据异常检测方法，该检测方法的具体步骤如下
O.判别待测电流互感器的采样值是否发生突变，如果发生了突变则进行以下检测步骤，否则认为此电流互感器采样正常；
2 ).判别与此电流互感器在一次电气上有直接连接关系的其它所有电流互感器的采样值是否发生突变，如果不存在采样值发生突变的现象，则进行以下检测步骤，否则认为此电流互感器采样正常；
3).将所有与此电流互感器在一次电气上有直接连接关系的电流互感器的实时采样值进行逐点累加求和，如果该累加求和结果小于突变门槛，则该电流互感器的采样发生异常，否则认为此电流互感器采样正常。所述的步骤I)中判断电流互感器的采样值是否发生突变是通过一检测公式实现的，该检测公式为Iia ⑷ _ia、k-2N) /)7. /ia {k~2M) ~ia {k~4M) AJsei，其中 i 为采样值，左为当前采样点，Λ/为每个工频周期的采样点数，a为采样电流的相，为突变门槛。所述的步骤2)中判别与此电流互感器有直接连接关系的其它电流互感器的采样值发生突变的判别公式为'Iia⑷-ia、k-2N) />1. 2X/ia {k~2M) -Ia {k~4M) /+Iset,其中i为采样值J为当前采样点，#为每个工频周期的采样点数，a为采样电流的相，&为突变门槛。所述的步骤3)中在对所有与待测电流互感器在一次电气上有直接连接关系的电流互感器的实时采样值进行逐点累加求和时应按照指向该待测电流互感器的方向为正极性的方向进行累加求和。所述的各个电流互感器的采样数据是同步采样得到的。本发明为解决上述技术问题还提供了一种基于区域电网的过电流保护方法，该保护方法的具体步骤如下I).判别待测电流互感器的采样值是否发生突变，如果发生了突变则进行以下检测步骤，否则认为此电流互感器采样正常；
2 ).判别与此电流互感器在一次电气上有直接连接关系的其它所有电流互感器的采样值是否发生突变，如果不存在采样值发生突变的现象，则进行以下检测步骤，否则认为此电流互感器采样正常；
3).将所有与此电流互感器在一次电气上有直接连接关系的电流互感器的实时采样值进行逐点累加求和，如果该累加求和结果小于突变门槛，则该电流互感器的采样发生异常，否则认为此电流互感器采样正常；
4).将采样值发生异常的电流互感器退出使用其采样值的相关保护模块。所述的步骤I)中判断电流互感器的采样值是否发生突变是通过一检测公式实现的，该检测公式为Iia ⑷-ia {k-2N) /)7. /ia {k~2M) ~ia {k~4M) AJsei，其中 i 为采样值，左为当前采样点，Λ/为每个工频周期的采样点数，a为采样电流的相，为突变门槛。 所述的步骤2)中判别与此电流互感器有直接连接关系的其它电流互感器的采样值发生突变的判别公式为'Iia⑷-ia、k-2N) />1. 2X/ia {k~2M) -Ia {k~4M) /+Iset,其中i为采样值J为当前采样点，#为每个工频周期的采样点数，a为采样电流的相，&为突变门槛。所述的步骤3)中在对所有与待测电流互感器在一次电气上有直接连接关系的电流互感器的实时采样值进行逐点累加求和时应按照指向该待测电流互感器的方向为正极性的方向进行累加求和。所述的各个电流互感器的采样数据是同步采样得到的。本发明的有益效果是本发明利用区域电网的集中式保护装置中其它电流互感器的实时采样数据对待检测电流互感器的采样数据进行校验，以检测出该电流互感器采样是否出现异样，从而决定该电流互感器是否退出使用其采样值的相关保护模块。该方法简单，能够快速有效的检测出整个区域电网中采样值出现异常的电流互感器。
图I是本发明实施例中区域电网的一次系统接线示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的具体实施方式
做进一步说明。区域电网网络化集中式保护装置通过数据传输网络如PTN，获取区域电网中各个电流互感器的实时采样值，各个电流互感器的A/D采样由就地安装的数据采集单元完成，并且每帧采样数据均带有采样序号，整个电网中所有电流互感器的数据采集单元是同步进行采样的。本发明的一种基于区域电网的采样数据异常检测方法的实施例
区域电网网络化集中式保护装置在正常运行时对电网中的各个电流互感器的采样数据进行检测，如图I所示，依次检测1#CT、2#CT至10#CT，下面以当前待检测为1#CT为例进行说明。I.首先检测1#CT的采样数据是否发生突变，检测突变的计算公式为
Iia ⑷ _ia、k-2N) /)7. 2X /ia {k~2M) ~ia (A-4JV) /+Iset(I)上式中，i为采样值，k为当前采样点，N为每个工频周期(20ms)的采样点数，a为A相，即以A相电流采样为例，Iset为突变门槛，取值为100A，如果公式(I)满足，则进行下述步骤判别，否则认为1#CT采样数据无异常；
2.检测与1#CT直接有电气连接关系的其它所有CT的当前采样数据是否发生突变，如图I中的2#CT、5#CT和8#CT，检测突变方法仍然按照公式(1)，如果2#CT、5#CT和8#CT中任一个CT的当前采样数据发生突变，则不再对1#CT进行检测，并标记其采样正常，否则进行下述步骤判别；
3.将2#CT、5#CT和8#CT的当前采样值按照指向1#CT方向为正极性的方向进行累加求和，并判别求和绝对值是否大于突变定值，判别公式如下
1 a2#CT Qk、+ia5#CT〔k、+ia8#CT (^) yiset(2)
公式(2)中ia2#CT α)为2#CT的A相的当前采样值，Iset为突变门槛，取值为IOOAJn果公式(2)满足，则认为1#CT采样正常，否则认为1#CT采样异常。·
通过上述步骤，我们很容易对区域电网中的各个电流互感器的采样数据进行检测，以判断区域电网中的各个电流互感器的采样数据是否出现异常。该方法简单，能够快速有效的检测出整个区域电网中采样值出现异常的电流互感器。 本发明的一种基于区域电网的过电流保护方法的实施例
该过电流保护方法是在上述检测方法的基础上进行的，首先需要对电网中的各个电流互感器的采样数据进行检测，然后将采样数据发生异常的电流互感器退出使用其采样值的相关保护模块，如图I所示，依次检测1#CT、2#CT至10#CT，下面以当前待检测为1#CT为例进行说明。其具体的步骤如下
1.首先检测1#CT的采样数据是否发生突变，检测突变的计算公式为
Iia ⑷-ia {k-2N) /)7. 2X /ia {k~2M) ~ia (A-4JV) /+Iset(I)
上式中，i为采样值，k为当前采样点，N为每个工频周期(20ms)的采样点数，a为A相，即以A相电流采样为例，Iset为突变门槛，取值为100A，如果公式(I)满足，则进行下述步骤判别，否则认为1#CT采样数据无异常；
2.检测与1#CT直接有电气连接关系的其它所有CT的当前采样数据是否发生突变，如图I中的2#CT、5#CT和8#CT，检测突变方法仍然按照公式(1)，如果2#CT、5#CT和8#CT中任一个CT的当前采样数据发生突变，则不再对1#CT进行检测，并标记其采样正常，否则进行下述步骤判别；
3.将2#CT、5#CT和8#CT的当前采样值按照指向1#CT方向为正极性的方向进行累加求和，并判别求和绝对值是否大于突变定值，判别公式如下
1 a2#CT Qk、+ia5#CT〔k、+ia8#CT (^) yiset(2)
公式(2)中ia2#CT α)为2#CT的A相的当前采样值，Iset为突变门槛，取值为IOOAJn果公式(2)满足，则认为1#CT采样正常，否则认为1#CT采样异常；
4网络化集中式保护装置立即将使用1#CT的相关保护模块退出运行，并发出“1#CT采
样异常”的告警信息。
权利要求
1.一种基于区域电网的采样数据异常检测方法，其特征在于该检测方法的具体步骤如下 I).判别待测电流互感器的采样值是否发生突变，如果发生了突变则进行以下检测步骤，否则认为此电流互感器采样正常； 2 ).判别与此电流互感器在一次电气上有直接连接关系的其它所有电流互感器的采样值是否发生突变，如果不存在采样值发生突变的现象，则进行以下检测步骤，否则认为此电流互感器采样正常； 3).将所有与此电流互感器在一次电气上有直接连接关系的电流互感器的实时采样值进行逐点累加求和，如果该累加求和结果小于突变门槛，则该电流互感器的采样发生异常，否则认为此电流互感器采样正常。
2.根据权利要求I所述的基于区域电网的采样数据异常检测方法，其特征在于所述的步骤I)中判断电流互感器的采样值是否发生突变是通过一检测公式实现的，该检测公式为-Jia ⑷-ia {k~2N) /)7. 2X jia {k~2M) -Ia {k-m /+Iset,其中 i 为采样值，k 为当前采样点，#为每个工频周期的采样点数，a为采样电流的相，Iset为突变门槛。
3.根据权利要求I或2所述的基于区域电网的采样数据异常检测方法，其特征在于所述的步骤2)中判别与此电流互感器有直接连接关系的其它电流互感器的采样值发生突变的判别公式为/i3⑷_ia、k-2N) />1. 2X/ia {k~2M) -Ia {k~4M) A/sei，其中 为采样值，左为当前采样点，#为每个工频周期的采样点数，a为采样电流的相，U为突变门槛。
4.根据权利要求I所述的基于区域电网的采样数据异常检测方法，其特征在于所述的步骤3)中在对所有与待测电流互感器在一次电气上有直接连接关系的电流互感器的实时采样值进行逐点累加求和时应按照指向该待测电流互感器的方向为正极性的方向进行累加求和。
5.根据权利要求I所述的基于区域电网的采样数据异常检测方法，其特征在于所述的各个电流互感器的采样数据是同步采样得到的。
6.一种基于区域电网的过电流保护方法，其特征在于该保护方法的具体步骤如下 O·判别待测电流互感器的采样值是否发生突变，如果发生了突变则进行以下检测步骤，否则认为此电流互感器采样正常； 2 ).判别与此电流互感器在一次电气上有直接连接关系的其它所有电流互感器的采样值是否发生突变，如果不存在采样值发生突变的现象，则进行以下检测步骤，否则认为此电流互感器采样正常； 3).将所有与此电流互感器在一次电气上有直接连接关系的电流互感器的实时采样值进行逐点累加求和，如果该累加求和结果小于突变门槛，则该电流互感器的采样发生异常，否则认为此电流互感器采样正常； 4).将采样值发生异常的电流互感器退出使用其采样值的相关保护模块。
7.根据权利要求6所述的基于区域电网的过电流保护方法，其特征在于所述的步骤O中判断电流互感器的采样值是否发生突变是通过一检测公式实现的，该检测公式为/i3⑷-ia {k-2N) /)7. 2X jia {k-2M) -Ia {k-m A/sei，其中 为采样值，k为当前采样点，#为每个工频周期的采样点数，a为采样电流的相，&为突变门槛。
8.根据权利要求6或7所述的基于区域电网的过电流保护方法，其特征在于所述的步骤2)中判别与此电流互感器有直接连接关系的其它电流互感器的采样值发生突变的判别公式为 .丨Hi人k-2N)丨>1. 2 X U外-2M)-iaik-4M)卜Iset,納i为采样值，左为当前采样点，#为每个工频周期的采样点数，a为采样电流的相，&为突变门槛。
9.根据权利要求6所述的基于区域电网的过电流保护方法，其特征在于所述的步骤3)中在对所有与待测电流互感器在一次电气上有直接连接关系的电流互感器的实时采样值进行逐点累加求和时应按照指向该待测电流互感器的方向为正极性的方向进行累加求和。
10.根据权利要求6所述的基于区域电网的过电流保护方法，其特征在于所述的各个电流互感器的采样数据是同步采样得到的。
全文摘要
本发明涉及一种基于区域电网的采样数据异常检测及过电流保护方法，属于电力系统继电保护技术领域。该方法首先通过对待测电流互感器的采样值是否异常进行判别，若该采样值异常，则分别对与该电流互感器在一次系统中有直接电气联系的相关电流互感器的采样值进行异常判别，如果它们都没有出现异常，则对它们实时采样值进行逐点累加求和，并根据该求和结果以决定是否开放利用此电流互感器采样数据相关的保护模块是否投入运行。本发明方法简单，能够快速有效的检测出整个区域电网中采样值出现异常的电流互感器。
文档编号H02H7/00GK102901943SQ201110438479
公开日2013年1月30日 申请日期2011年12月24日 优先权日2011年12月24日
发明者杨恢宏, 时宜, 李贞 , 倪传坤, 吴双惠, 张新萍, 刘永华, 席颖颖, 孟利平 申请人:许继集团有限公司, 许继电气股份有限公司, 许昌许继软件技术有限公司, 国家电网公司