基于改进小波突变点检测的合并单元额定延时测试方法研究

智能变电站中合并单元额定延时的准确性,是保证继电保护及安全自动装置能否准确识别采样值的关键,因此准确测量合并单元额定延时具有重要意义。现有的测量方法主要分为直接法和间接法,直接法依赖于同步时钟,间接法采用比相方式无法测量整周期延时。针对此问题,提出了一种基于小波突变点检测的改进额定延时测量方法。通过分析常见的测量额定延时方法,指出其不能用于含整周期延时测试或其具有一定的适用范围,然后在基于小波突变点检测法的基础上,采用B样条插值法对经过采样环节后的输出波形进行插值计算,通过增加采样率修正其输出波形以提高检测精度。仿真结果验证了该方法的有效性。     

智能变电站数字采样延时特性分析与试验

数字采样的额定延时和相位误差是影响继电保护性能的重要因素。文中分析了数字采样各个环节延时的构成,阐述了目前智能变电站采样同步实现方式,比较了数字采样的额定延时与相位误差的异同,提出了间接法和直接法额定延时检测方法并比较了二者的优缺点。最后给出了数字采样在智能变电站应用中的注意事项及建议。     

智能变电站合并单元额定延时现场测试方法

简述智能变电站合并单元额定延时的产生,在对现有额定延时测试方法进行分析基础上,提出一种现场实用的合并单元额定延时测试方法,该方法利用常规继电保护测试仪和故障录波器即可完成测试,在山东电网合并单元反措实施中得到应用,达到了预期效果。     

智能站合并单元采样方式问题探讨

智能变电站发展过程中,智能继电保护采样方式主要经历了"电子式互感器+合并单元"、"常规互感器+合并单元"、"常规互感器电缆常规采样"3种方式,其中"常规互感器+合并单元"的采样方式在目前的智能站中大量使用,针对此方式中合并单元的采样延时、插值同步等问题进行了分析探讨,明确了合并单元存在增加继电保护动作时间、同步异常易导致差动保护误动问题。将智能站改进为常规采样方式后,对继电保护可靠性和电网的稳定性均有较大的提升。     

智能变电站数字化采样延时变频测量方法

采样延时是智能变电站数字化采样环节的重要指标。文中从数字化采样环节构成出发,分析了采样延时的特性及对二次系统的影响,针对普遍采用的工频稳态测量方法存在的问题,提出了基于变频原理的延时测量方法,能够准确测量出数字化采样环节的非整周期延时和整周期延时。通过模拟仿真和实际设备测试验证了延时变频测量法的正确性,最后给出了工程应用中变频法测量采样延时的具体实施方法。     

智能变电站中点对点传输采样值延迟及延迟校验方案

分析了智能变电站中采用点对点方式传输电子式互感器模拟量采样值报文时采样及传输环节的时序,得出了采用点对点方式传输的模拟量采样值额定延迟的组成部分。在此基础上,提出一种校验点对点传输模拟量采样值额定延迟正确性的方法,该方法结合模拟量采样值的相位误差校验和模拟量采样值报文发送延迟的测量来验证其额定延迟数值的正确性。通过理论分析和实际测试验证了该方法的正确性和可行性。该方法测量精度高、原理简单、易于实现,有着广泛推广的现实意义。     

智能变电站合并单元延时的检测方法

合并单元是智能变电站中实现数字量采样值传输的重要设备,关系到继电保护的正确动作与否。介绍了智能变电站二次信号采集方法,分析合并单元延时产生的原因,提出了利用继电保护测试仪同时输出模拟量和数字量的混合输出测试合并单元延时的方法。     

智能变电站合并单元延时检测技术研究

合并单元是智能变电站中实现数字量采样值传输的重要设备,关系到继电保护的正确动作与否.介绍智能变电站二次信号采集方法,分析合并单元延时产生的基本原理,研究目前采用的延时检测技术,并提出同时输出模拟量和数字量的混合输出测试合并单元延时的方法.     

三相软件锁相环在便携式IEC 61850测试装置中的应用

随着电子式互感器及合并单元技术的应用,数字采样技术已经成为了变电站继电保护及控制系统的重要组成部分。合并单元假设电网频率固定为50Hz,以每周波80点的固定采样率对电网进行等间隔采样.当电网频率发生偏移时会导致傅里叶计算出现频谱泄漏进而影响幅值和相位的准确性。针对此问题,本文提出在IEC 61850便携式测试仪中采用三相软件锁相环准确跟踪电网频率,结合重采样技术实现幅值和相位的高精度计算。仿真结果表明通过采用三相软件锁相环,在电网电压存在频率变化时仍能准确的跟踪电网频率。     

合并单元采样同步的一种实现方法

结合数字化变电站工程应用现状对采样同步相关的问题、实现方法和应用需求进行了分析和总结。提出了基于路径延时法的合并单元采样同步实现方法,采用该方法设计的合并单元输出数据报文既包含采样计数值也包含采样额定延时时间。     

智能变电站保护动作时间延时特性研究

在智能变电站中,数字化保护所引入的合并单元、智能终端等智能设备延长了保护的动作时间,对电力系统故障的快速切除带来了安全隐患。因此,有必要对智能站中保护动作延时的环节进行深入分析。首先给出了智能站继电保护动作的各个延时组成部分,对比了其与常规站保护动作时间各环节的差异性。对差异环节中的采样延时和智能终端延时这两大主要延时构成部分进行了详细分析,给出了智能站延时现象的深层机理。探讨了降低各延时环节的有效措施。通过实验对比了常规站和智能站各环节动作时间的差异性,验证了理论分析的正确性。     

基于传输延时补偿的继电保护网络采样同步方法

为提高网络化继电保护的可靠性,文中提出并实现了基于网络采样传输延时补偿的不依赖于外部参考时钟源的网络采样同步方法。首先分析了网络采样传输延时的构成及其特性,建立了能够实现交换机延时测量和记录的交换机模型,研发了具有相应功能的交换机。搭建了实验测试平台,对其交换延时测量的精度进行了实验测试,同时对测量误差的来源进行了理论分析,测试结果和理论分析表明所开发的交换机具有较高的交换延时测量精度。基于交换延时的实时测量,给出了利用传输延时补偿实现网络采样同步的方法,并以一母线保护系统为例,对网络采样同步进行了应用测试。测试结果表明,基于网络采样传输延时补偿的网络采样同步方法能够有效实现网络采样的同步,保证网络化继电保护的可靠性。     

考虑群延迟和暂态时延的短窗低通滤波器设计

为采用基于采样值和正弦信号模型的快速保护算法,并防止重采样环节的频率混叠,智能变电站的数字化保护需要数字低通滤波器配合。提出一种基于Tukey窗函数,并且同时考虑滤波器幅频特性和群延迟、暂态时延的低通滤波器设计方法。该方法首先确定窗函数时域宽度Tc和截止频率fc,再根据采样频率fs和固定不变的fc,确定滤波器的长度N≤2fs/fc,最后根据N和fc得到完整的滤波器系数。通过理论分析、数字仿真和静态实验,研究了所设计滤波器的幅频特性、群延迟和暂态时延。对采用所设计滤波器的母线保护进行RTDS实验,通过对比表明,按所提方法设计的滤波器在群延迟和暂态时延性能上明显优于传统窗函数法设计的滤波器,降低了滤波器环节对保护速动性的影响。     

基于编码波形的数字化变电站信号绝对传输延时测试方法

数字化变电站引入的电子式互感器、合并单元、交换机等数字信号处理设备不可避免会产生一定的信号传输延时,该延时甚至可能达到数个工频周期以上,进而引发继电保护等装置误动。目前基于稳态波形的延时测试方法和设备,无法反映相差大于工频周期的延时(整周期延时)。从原理上分析了数字化变电站信号传输延时产生的机理,并介绍了现有检测方法,提出基于编码测试波形、可检测整周期延时且无需接入脉冲同步信号的智能变电站信号绝对传输延时检测方法,并研制了相应设备,验证了该方法的有效性。     

基于电压向量的数字化母线保护电流同步方法

采样数据同步是智能变电站继电保护的关键问题。当采样数据通过过程层网络传输时,保护装置依赖于时钟源同步。提出了一种基于电压向量的数字化母线保护电流同步方案,在原有同步方案失效并导致合并单元采样失步的情况下,通过电压向量的相位差对采样数据进行同步处理,仍可保证母线保护继续投入运行。分析了同步方案的原理,介绍了同步方案的系统接线,给出了实施方案的细节:通过正序电压计算间隔采样的时间差;通过抛物线二次插值方法对采样数据进行同步处理;发生三相PT断线时需退出同步方案。RTDS数模实验结果表明同步方案可保证各种工况下母线差动保护功能的正确性,证明了同步方案的有效性和可行性。     

基于自适应采样算法及数据处理的过程层设备时延优化设计

智能变电站与传统变电站相比,二次保护系统中增加了过程层设备合并单元及智能终端,引起了保护设备动作时间变慢。提出将合并单元的单一插值采样算法改为同步采样算法与插值算法相结合,基于同步状态自适应调整采样算法,减小了合并单元内部采样数据的处理时延。针对智能终端的CPU插件进行了改进,由FPGA完成GOOSE组播过滤、网络风暴功能,CPU负责处理GOOSE的接收与发送,同时采用MOSFET光电耦合继电器作为启动继电器,通过优化设计减少了智能终端的出口时间。基于上述设计,研制了新型过程层装置,并对比开展了动模仿真及静模仿真验证。仿真试验结果表明,新研制的过程层装置配合线路保护装置的整体动作时间相比优化前减少3 ms,能够满足GB/T-14285标准对继电保护装置整组动作时间的要求。     

基于微分域电流过零点偏移特征的电抗器匝间保护新方法

以中性点不带小电抗的高压并联电抗器为研究对象,在分析电抗器空投励磁涌流特征的基础上,指出了并联电抗器不带中性点小电抗时涌流会更加严重,是引起匝间保护误动的主要原因。分析了并联电抗器空投饱和的机理,指出了电抗器绕组磁通饱和后微分域相电流过零点前后采样峰值间距会发生偏移,在此基础上提出一种基于微分域电流过零点偏移特征的电抗器匝间保护新方法。利用工频特征下相电流过零点前后峰值间距与微分域相电流过零点前后采样峰值间距的偏移程度,结合相电流线性区内各时刻电感的均方根值与额定电感之间的特征关系来识别电抗器空投饱和与匝间故障,若识别为电抗器空投饱和则闭锁匝间保护,若识别为匝间故障则经短延时开放匝间保护。仿真结果验证了所提方法的正确性和有效性。     

继电保护装置专用SDH传输通道设计建议

为了满足继电保护传输业务的需求,文章对SDH光传输通道的时延、误码、通道倒换等特性进行了计算与分析,并就这些特性对继电保护业务的影响以及继电保护装置与传输通道接口之间的配置问题展开了讨论,最后为继电保护专用SDH通道的设计归纳出几点建议,供业内人士参考。     

混合组网下采样值传输时延值测量的可信度评估

智能变电站保护装置网络采样、网络跳闸应用中模拟量采样值(SV)传输时延的确定性和准确度是系统安全可靠运行的关键因素。一种基于报文实现SV数据传输时延实时测量及补偿的方法逐渐被接受,开始应用于智能站“三网共口”和就地化保护专网等场合。文中介绍了混合组网下SV报文传输时延测量方法和实现,详细分析了该方法在实现传输时延准确测量各个环节的可信度及其影响,并对报文中与SV数据强关联的时延测量值提出了基于总链路时延合理值和总链路时延误差值作为指标组合来进行在线评估的方法,详细阐述了其工程阈值的取值方法。最后,文中通过选取就地化保护专网的专项测试分析与实际应用,验证了该方案的有效性和可靠性。