a.相量差流速斷保護動作判據(jù)

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用相量構成差動保護的差動量和制動量，在消除非周期分量和諧波的影響后，相量的幅值或有效值基本是恒定的，一個周期內(nèi)的每一點，其制動特性都相同，而采樣值隨時間周期性變化，對每一個采樣值而言，其制動關系都不同，因此為保證動作判據(jù)的正確性，采用重復多次的判別方法，即連續(xù)R次采樣中有S次以上符合動作判據(jù)，則輸出動作信號。在本保護中，每周期采樣20點，只取為16，S取為13。

　　勵磁涌流波形在一個甩期內(nèi)由于間斷角的存在，會有幾點不滿足采樣值動作條件，此時如取一合適的數(shù)據(jù)窗只進行判斷，涌流波形不會出口，而內(nèi)部故障時僅在過零點附近使采樣值差動條件不滿足，故能夠出口。因此，采樣值差動不需加2次諧波閉鎖勵磁涌流。采樣值差動保護由于其所用數(shù)據(jù)窗比全周期相量差動短，又具有自動識別勵磁涌流的能力，因此保護出口速度快。

　　d.2次諧波閉鎖

　　計算差流中的2次諧波與諧波幅值比K21=I2/I1 是否大于整定值，若大于或等于整定值，則制動差動。K21一般不大于20%，通常取15%。

　　e.虛擬3次諧波閉鎖

　　由于變壓器的磁飽和特性，勵磁涌流波形在前半周期內(nèi)呈現(xiàn)尖頂波的特性，依據(jù)這一特征，以此半周期采樣數(shù)據(jù)為基礎將波形平移半周期后翻轉(zhuǎn)，則波形為奇對稱波形，波形中3次諧波含量較大，而變壓器發(fā)生內(nèi)部故障時，基本為正弦波，無論以半周期還是全周期數(shù)據(jù)窗進行分析，3次諧波含量均較小，由此可區(qū)分出變壓器內(nèi)部故障和勵磁涌流。

　　3次諧波制動數(shù)據(jù)窗短于2次諧波制動，因此其速動性強于2次諧波，但虛擬3次諧波只能利用涌流的前半周期信息，超過這個數(shù)據(jù)窗后，虛擬出來的波形中3次諧波含量迅速減少，為防止系統(tǒng)諧波的影響造成保護拒動，需要有另一原理的保護作為補充。在本裝置中，虛擬3次諧波可以與采樣值差動保護或與相量差動+2次諧波配合一起使用。

　　f.5次諧波閉鎖

　　大型變壓器工作磁密接近飽和，在電壓升高或頻率降低時會出現(xiàn)過激磁，可能引起差動保護的誤出口。計算差流中5次諧波與基波的幅值之比K51=I5/I1 是否大于整定值，若是，則閉鎖差動保護。

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　　2.4 保護主要算法

　　根據(jù)數(shù)據(jù)窗的情況，采用半周期或全周期傅氏算法。用虛擬3次諧波制動時，其數(shù)據(jù)窗為半個周期，因此需采用半周期傅氏算法。采樣值差動保護，不需要計算相量，只計算滿足條件的點數(shù)即可，故其計算量最小。

　　3 裝置的其他功能

　　3.1 頻率跟蹤

　　本裝置的采樣頻率為1 kHz，但當系統(tǒng)頻率發(fā)生變化時，如仍用固定的采樣頻率進行采樣將產(chǎn)生采樣誤差，降低保護的靈敏度，因此本裝置跟蹤比較穩(wěn)定的電壓量Uab，利用其前后2個周期過零時值的變化，來對頻率進行補償，從而保證一個周期內(nèi)采樣規(guī)定的點數(shù)。

　3.2 啟動報告、(故障)保護動作報告記錄

　　保護動作時記錄2份報告：啟動報告和(故障)保護動作報告。啟動報告記錄保護啟動時刻前3個周期和后5個周期的采樣數(shù)據(jù)，與保護是否跳閘無關，(故障)保護動作報告記錄保護發(fā)跳閘令前3個周期和后5個周期的采樣數(shù)據(jù)?，F(xiàn)場經(jīng)驗表明，曾出現(xiàn)過擾動初期(保護已啟動)保護未誤動，但延遲一定時間后誤跳閘的情況，如僅記錄保護啟動前后8個周期的數(shù)據(jù)，保護發(fā)跳閘令前后的數(shù)據(jù)記錄不下來，因此本裝置記錄2份報告。

　　3.3 故障流程再現(xiàn)

　　基于DSP豐富的硬件資源和強大的數(shù)據(jù)處理能力，保護啟動后裝置在程序經(jīng)過的流程一定位置處打上時標，這些時標作為故障報告的一部分上傳到上層管理機，在上層機可形成一份故障時程序流程圖，以利于對保護動作行為進行分析。

　　3.4 故障數(shù)據(jù)回放

　　在調(diào)試狀態(tài)下，上層機將故障時記錄下來的故障數(shù)據(jù)下傳給DSP，讓DSP重新運行，從而再現(xiàn)故障時保護動作過程。

　　4 結語

　　該裝置以APCI5000工控機和TMS320C32-40作為硬件平臺，軟、硬件資源豐富，保護功能強大，傳統(tǒng)原理保護和新原理保護可以組合，整套裝置結構緊湊，可靠性高，適合于500kV的變壓器保護。