一种工频过电流判断方法及保护装置

摘要

本发明公开一种工频过电流判断方法及其装置，本发明依据过电流判断方法，利用时间启动模块、时间截止模块分别和时间查询方式、时间比较方式的时间数据应用模块构成两种过电流判断应用的公式、时间及数据方法相同、但数据的使用方法不同的、结构迥异新颖的新型过电流保护装置，能根据对被测正弦电流采样获取的时间t快速进行判断、从而得知过电流的大小并实施多时段的精确的时间延迟控制，特别是当一个被测的过电流超过整定值的10倍以上时其判断及保护信号输出的时间仅需不到1ms，可有效的消除电流保护死区，在供电线路短、级数多、电流保护级差拉不开、保护选择性难以保证的场合有效使用，其应用灵活、调整简单、保护可靠，多延迟、精度高。

主权项

一种工频过电流判断方法，应用于过电流保护装置，且该过电流保护装置的输入信号为保护用电流互感器的二次电流经过电阻转换成的、且经过电子线路的滤除谐波干扰等处理、其波形幅值与一次电流成比例的正弦波形信号，简称为被测正弦电流波形信号，其特征在于：其包括一个过电流判断公式、通过该公式计算得到数据、以及对这些数据的应用方法，其包括以下步骤：(1)由正弦电流的数学表达式推导得到一个工频过电流判断公式：式中，I_m是被测正弦电流波形的幅值，I_zd是电流整定值，t是被测正弦电流波形过零后到达电流整定值的时间值，其单位为us，f是电力系统的额定频率；依据该公式，只要知道电力系统频率并获得时间t值、即可得知的比值，即被测正弦电流波形幅值对电流整定值的倍数，从而判断出被测电流的大小；(2)额定频率的正弦电流波形在一个半波内由过零点开始到达其幅值所需的时间为Hus，其中H取正整数，f是电力系统的额定频率，把t由1us开始、按每次递增1us,一直到Hus为止，把t按照由小到大的顺序分别一一代入过电流判断公式中的t计算得到H个比值即被测正弦电流波形幅值对电流整定值的倍数；(3)按照大短路电流幅值是整定值的高倍数、小短路电流幅值是整定值的次高倍数、大过载电流幅值是整定值的较高倍数、小过载电流幅值是整定值的较低倍数、微过载电流幅值是整定值的极低倍数的档次，把H个不同的倍数数据根据具体的保护需要依照其数值由大到小的次序进行归类划分成N个倍数区间，N个区间的倍数都大于1，用十进制数由小到大、即由1、2……N依次按过电流的高倍数到低倍数的顺序对划分成的区间编号，划分的区间为4个以上，区间内的倍数范围是可变的，但是每个区间都有一个倍数上限值和一个倍数下限值，倍数上限值对应一个时间起点值，倍数下限值对应一个时间终止值，表示该区间的过电流从倍数上限值向倍数下限值变化时其与时间值之间的一一对应的关系，即每个区间由一个时间起点值和一个时间终止值界定该区间的时间范围和对应的倍数范围，时间起点值较小在前，时间终止值较大在后，各区间之间的时间值是顺序连接的，上一个区间的时间终止值的下一个us就是下一个区间的时间起点值，将被测正弦电流波形的幅值小于电流整定值，其波形和整定值没有交点，倍数小于1，其对应的时间值大于Hus的倍数区间编为第N+1个区间，称为“零值区间”；(4)用一个N位的二进制数代码即显示代码表示N个区间以及零值区间的时间和其对应的倍数范围；设定显示代码起始状态为全1，设定显示代码右边第一位为最高位，从最高位开始向左边的最低位方向、依次把1变为0，那么到该显示代码状态全为0时就有N+1个状态表示，用显示代码的第一种全1状态表示区间1的时间和倍数范围，用显示代码的第二种即右起第一位为0而其他位全为1的状态表示区间2的时间和倍数范围，依顺序地，用显示代码的第N种即左起第一位、即最低位为1而其他位全为0的状态表示第N个区间的时间和倍数范围；用显示代码的第N+1种、即全为0的状态来表示第N+1区间即零值区间的时间和倍数范围；把显示代码及时间数据存到可编程只读存储器中；(5)采用时间查询方式或时间比较方式存取并使用显示代码和时间数据；当采用时间查询方式时把正弦电流波形在一个半波内由过零点开始到达其幅值所需的时间Hus中的每一个us都以一个二进制数表示、按由小到大的顺序依次一一对应作为存储器的存储地址存入所属区间的显示代码；当采用时间比较方式时，把各区间的时间终止值、显示代码、受控设备延迟动作的预定时间延迟脉冲个数分别存入存储器内各自的存储区。