CN101938116A - 继电保护方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种继电保护方法和装置。本发明实施例继电保护装置在得到交流信号的实时频率后，预先对该实时频率进行筛选，如果该实时频率在预置的范围内，继电保护装置则根据该实时频率来调节第一个定时器，控制交流采样的频率，如果该实时频率不在预置的范围内，那么继电保护装置则根据交流信号的额定频率来调节第一个定时器，控制交流采样的频率，因此能够可靠的对电力***进行继电保护。
Description
技术领域
本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种继电保护方法和装置。
背景技术
在电力***发生故障时或发生其他危及安全运行的异常工况时，继电保护装置能够在可能实现的最短时间和最小区域内自动将故障设备从***中切除，或发出信号由值班人员消除异常工况根源，以减轻或避免对其他设备的损坏和对相邻地区供电的影响。
目前，继电保护装置实现其功能的大致过程如下所述：
1、实时监测电力信号的频率变化状况，获得电力信号的实时频率，其中电力信号可以是电流交流信号，也可以是电压交流信号；
2、对电力信号进行交流采样；
在交流采样中，在一个交流信号周期T内对输入信号固定采样N次，则两次采样之间的时间间隔Ts为Ts＝T/N。由于实际电力***的频率都会在一定范围内波动，特别对于小功率供电***，如柴油发电机组供电***，其供电电网的信号频率将随负载波动而有较大范围的波动，如果交流采样时交流信号周期都按照电力***的额定频率计算，则将导致采样间隔过大或过小，造成N点采样波形超过或不足一个周波，从而影响交流采样的精度。因此在每次交流采样时继电保护装置都要按照与电力信号的实时频率同步的采样频率对电力信号进行交流采样，具体为：按照电力信号的实时频率调节定时器，也就是调节定时器内部的周期寄存器设定值，采样时间间隔数Ts就是该设定值，该定时器以周期寄存器设定值为初始值进行定向减计数，当递减计数到0时产生中断触发一次交流采样；
3、对通过交流采样获得的数据进行分析，判断是否需要对电力***进行继电保护；
4、当需要对电力***进行继电保护时，通过配置继电器完成各种保护措施，例如出口跳闸、信号报警等。
现有技术中有多种方法能得到电力信号的实时频率，例如，继电保护装置一般需要对电力***测量很多路交流量，将一路电流或电压回路作为频率测量回路，通过放大电路将该频率测量回路的交流正弦信号转换为方波信号，然后用倍频电路将方波信号变为倍频脉冲，通过对倍频脉冲计数得出电力信号的实时频率，等等。
本发明的发明人在对上述现有技术的研究和实践过程中发现，能否准确的监测到电力信号的实时频率是决定继电保护装置是否可靠的关键因素。可是当电力信号的实时频率实际上在发生剧烈波动时，例如当电力***发生极为严重的故障或者***完全无法运作时，通过现有技术的种种方法所获得的实时频率都是不准确的，因此在这种情况下继电保护装置不能准确判断出电力***已发生故障或者有异常工况。
发明内容
本发明实施例提供了一种继电保护方法和装置，能够可靠的对电力***进行继电保护。
一种继电保护方法，包括：获取交流信号的实时频率；判断所述实时频率是否在预置范围内，若否，则按照所述交流信号的额定频率调节第一个定时器，进行交流采样，所述第一个定时器用于在交流采样时产生采样中断，若是，则按照所述实时频率调节所述第一个定时器，进行交流采样；按照所述交流采样的结果进行分析，所述分析结果用于判断是否需要对电力***进行继电保护；当需要对电力***进行继电保护时，通过控制继电器的通断操作对电力***进行继电保护。
一种继电保护装置，包括：获取单元，用于获取交流信号的实时频率；交流采样单元，用于判断所述实时频率是否在预置范围内，若否，则按照所述交流信号的额定频率调节第一个定时器，进行交流采样，所述第一个定时器用于在交流采样时产生采样中断，若是，则按照所述实时频率调节所述第一个定时器，进行交流采样；处理单元，用于按照所述交流采样的结果进行分析，所述分析结果用于判断是否需要对电力***进行继电保护；继电保护单元，用于当需要对电力***进行继电保护时，通过控制继电器的通断操作对电力***进行继电保护。
从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：
继电保护装置在得到电力***的交流信号的实时频率后，预先对该实时频率进行筛选，如果该实时频率在预置的范围内，继电保护装置则根据该实时频率来调节第一个定时器，控制交流采样的频率，保证了继电保护装置能够准确判断电力***是否发生故障或者有异常工况，如果该实时频率不在预置的范围内，那么继电保护装置则根据交流信号的额定频率来调节第一个定时器，同样也可以准确判断电力***是否发生故障或有异常工况，因此能够可靠的对电力***进行继电保护。
附图说明
图1是本发明实施例中继电保护方法的实施例一的流程示意图；
图2是本发明实施例中继电保护方法的实施例二的流程示意图；
图3是本发明实施例中继电保护装置的实施例三的逻辑结构示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供一种继电保护方法，本发明实施例还提供相应的继电保护装置，以下分别进行详细说明。
实施例一、本发明实施例提供继电保护方法的一个实施例，其流程如图1所示，包括：
101、获取交流信号的实时频率；
电力***在实际的运行过程中，***中交流信号的实时频率是不断变化的，不能一直与它的额定频率保持一致。
获取实时频率的方法具体可以为：在继电保护的过程中，继电保护装置一般需要测量很多路交流信号，可以从中选择一路电压或电流回路作为频率测量回路，通过放大电路将频率测量回路的交流信号转变为方波信号，再通过第二个定时器对方波信号进行计数，按照计数值便可得出交流信号的实时频率。
102、判断实时频率是否在预置范围内，若否，则执行步骤103.，若是，则执行步骤104；
由于通过步骤101所获得的交流信号的实时频率并不是在任何情况下都能保证它的准确性，本实施例给这些通过步骤101所获得的实时频率设置了一个预置范围，用这个预置范围把与交流信号的真实频率相符的实时频率筛选出来，只有符合这个预置范围的实时频率才能用于调节第一个定时器，进行交流采样，当超过了这个预置范围，继电保护装置就采用交流信号的额定频率调节第一个定时器，进行交流采样。本实施例中，第一个定时器是用于在交流采样时产生采样中断，而且继电保护装置通过调节第一个定时器来进行交流采样的具体实现方法与现有技术相同，此处不再赘述。
设置预置范围具体可以为：例如交流信号的额定频率是50赫兹，由于预知交流信号的真实频率在不发生剧烈波动的时候，即除非***发生极为严重的故障或***崩溃了，该真实频率不会超出45赫兹～55赫兹，因此可以设置预置范围为45赫兹～55赫兹。
103、按照额定频率进行交流采样；
当继电保护装置通过步骤101获得的实时频率不在预置范围内，例如，如前所述交流信号的额定频率是50赫兹，设定预置范围是45赫兹～55赫兹，而通过步骤101获得的实时频率为80赫兹，那么可以得出结论：这个通过步骤101获得的实时频率是在交流信号的真实频率发生剧烈波动时获得的，与真实频率不符，这时，继电保护装置按照交流信号的额定频率调节第一个定时器，进行交流采样。
104、按照实时频率进行交流采样；
当继电保护装置通过步骤101获得的实时频率不在预置范围内，例如，如前所述交流信号的额定频率是50赫兹，设定预置范围是45赫兹～55赫兹，通过步骤101获得的实时频率为40赫兹，那么可以得出结论：这个通过步骤101获得的实时频率是在交流信号的真实频率没有发生剧烈波动时获得的，与真实频率相符，这时，继电保护装置按照所获得的实时频率调节第一个定时器，进行交流采样。
105、判断是否需要继电保护，若是，则执行步骤106，若否，则执行步骤107；
继电保护装置按照交流采样的结果进行分析，该分析的结果用于判断是否需要对电力***进行继电保护。例如过流保护时继电保护装置会根据交流采样的结果判断最大相电流是否大于电流定值，如果最大相电流大于电流定值的持续时间超过动作延时时间，继电保护装置得出判断的结果为需要采取继电保护动作。
106、通过继电器对电力***进行保护；
当需要对电力***进行继电保护时，继电保护装置会通过出口配置，设定的相应的继电器进行动作，例如，出口跳闸或向现场发出报警等信号。
107、维持电力***当前状态。
当不需要对电力***进行继电保护时，继电保护装置就不进行任何动作，维持电力***当前状态。
本实施例中，继电保护装置在得到电力***的交流信号的实时频率后，预先对该实时频率进行筛选，如果该实时频率在预置的范围内，继电保护装置则根据该实时频率来调节第一个定时器，控制交流采样的频率，保证了继电保护装置能够准确判断电力***是否发生故障或者有异常工况，如果该实时频率不在预置的范围内，那么继电保护装置则根据交流信号的额定频率来调节第一个定时器，同样也可以准确判断电力***是否发生故障或有异常工况，因此能够可靠的对电力***进行继电保护。
当电力***的交流信号的真实频率实际上在发生剧烈波动时，继电保护装置所获得的实时频率是不准确的，因此在实施例一中，通过划分预置范围，选出在交流信号的真实频率没有发生剧烈波动的情况下所获得的实时频率，只有符合该范围的实时频率才能作为继电保护装置交流采样的频率，但是，当交流信号的幅值较小时，在这种情况下继电保护装置所获得的实时频率也是不准确，因此继电保护装置所采用的继电保护方法进一步还可以为：
实施例二、本发明实施例提供继电保护方法的另一个实施例，其流程如图2所示，包括：
201、与如图1所示的实施例一的步骤101相同，此处不再赘述；
202、判断实时频率是否在预置范围内，若否，则执行步骤203.，若是，则执行步骤204；
继电保护装置判断通过步骤201所获取的交流信号的实时频率是否在预置范围内的过程与如图1所示的实施例一相同，但是在本实施例中，按照判断结果继电保护装置所执行的后继操作与如图1所示的实施例一有所不同，具体的为：
当继电保护装置所获取的实时频率在预置范围内，继电保护装置还要判断交流信号的幅值是否超过预置门限值，若否，则按照交流信号的额定频率调节第一个定时器，若是，才按照实时频率调节第一个定时器。
203、与如图1所示的实施例一的步骤103相同，此处不再赘述；
204、判断交流信号的幅值是否超过预置门限值，若否，则执行步骤203，若是，执行步骤205。
继电保护装置获取交流信号的幅值的方式具体可以为：采用模数转换器按照交流信号的额定频率进行交流采样，对一周波内获得的采样值进行计算得到交流信号的幅值。
设置预置门限值具体可以为：例如当交流信号为电流交流信号时，预置门限值为0.06In，当交流信号为电压交流信号时，预置门限值为0.1Un，其中，In为电流回路的额定电流值，Un为电压回路的额定电压值。
205～208、与如图1所示的实施例一的步骤104～107相同，此处不再赘述。
本实施例中，继电保护装置通过设定交流信号幅值的预置门限值进一步对继电保护装置获得的实时频率进行筛选，进一步保证用来调节第一个定时器的实时频率与交流信号的真实频率相符，从而能更可靠的对电力***进行继电保护。
实施例三、本发明实施例提供继电保护装置的一个实施例，其结构如图3所示，包括：
获取单元301，用于获取交流信号的实时频率；
交流采样单元302，用于判断实时频率是否在预置范围内，若否，则按照交流信号的额定频率调节第一个定时器，进行交流采样，第一个定时器用于在交流采样时产生采样中断，若是，则按照实时频率调节所述第一个定时器，进行交流采样；
处理单元303，用于按照交流采样的结果进行分析，该分析结果用于判断是否需要继电保护；
继电保护单元304，用于当需要继电保护时，通过继电器对电力***进行保护。
进一步的，本实施例中，交流采样单元302还用于，在判断所获取的交流信号的实时频率是在预置范围内之后，在按照实时频率调节第一个定时器之前，获取交流信号的幅值；判断该幅值是否超过预置门限值，若是，则执行按照实时频率调节第一个定时器的步骤，若否，则按照交流信号的额定频率调节第一个定时器。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上对本发明所提供的一种继电保护方法和装置进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (6)
1.一种继电保护方法，其特征在于，包括：
获取交流信号的实时频率；
判断所述实时频率是否在预置范围内，若否，则按照所述交流信号的额定频率调节第一个定时器，进行交流采样，所述第一个定时器用于在交流采样时产生采样中断，若是，则按照所述实时频率调节所述第一个定时器，进行交流采样；
按照所述交流采样的结果进行分析，所述分析结果用于判断是否需要对电力***进行继电保护；
当需要对电力***进行继电保护时，通过控制继电器的通断操作对电力***进行继电保护。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在判断所获取的交流信号的实时频率是在预置范围内之后，在按照实时频率调节第一个定时器之前，还包括步骤：
获取所述交流信号的幅值；
判断所述幅值是否超过预置门限值，若是，则执行所述按照实时频率调节第一个定时器的步骤，若否，则按照所述交流信号的额定频率调节第一个定时器。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
获取所述交流信号的幅值具体采用：采用模数转换器按照所述额定频率进行交流采样，对一周波内获得的采样值进行计算得到所述交流信号的幅值。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，获取所述交流信号的实时频率具体为：
通过放大电路将所述交流信号转变为方波信号；
采用第二个定时器对所述方波信号计数，按照计数值获取所述交流信号的实时频率。
5.一种继电保护装置，其特征在于，包括：
获取单元，用于获取交流信号的实时频率；
交流采样单元，用于判断所述实时频率是否在预置范围内，若否，则按照所述交流信号的额定频率调节第一个定时器，进行交流采样，所述第一个定时器用于在交流采样时产生采样中断，若是，则按照所述实时频率调节所述第一个定时器，进行交流采样；
处理单元，用于按照所述交流采样的结果进行分析，所述分析结果用于判断是否需要对电力***进行继电保护；
继电保护单元，用于当需要对电力***进行继电保护时，通过控制继电器的通断操作对电力***进行继电保护。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，
交流采样单元还用于，在判断所获取的交流信号的实时频率是在预置范围内之后，在按照实时频率调节第一个定时器之前，获取所述交流信号的幅值；判断所述幅值是否超过预置门限值，若是，则执行所述按照实时频率调节第一个定时器的步骤，若否，则按照所述交流信号的额定频率调节第一个定时器。
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