專利名稱：一種反映平均電流變化率的電流增量保護(hù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電流系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及是一種地鐵直流供電系統(tǒng)的保護(hù)。
背景技術(shù)：
首先，根據(jù)以下參考文獻(xiàn)簡(jiǎn)要描述本發(fā)明的相關(guān)技術(shù)。1) 丁復(fù)華，《地鐵直流牽引供電系統(tǒng)的電氣保護(hù)與定值》，都市快軌交通，2005， 18(4)。文獻(xiàn)1)介紹了一種電流增量保護(hù)方法。該保護(hù)設(shè)有Al，At，t三個(gè)參數(shù)。在At 時(shí)間內(nèi)，當(dāng)電流增量達(dá)到ΔΙ時(shí)，便發(fā)出記時(shí)信號(hào)。當(dāng)電流增量不小于ΔΙ，且時(shí)間達(dá)到t 后，便發(fā)出跳閘指令。該方法能適應(yīng)各種各樣的故障電流波形，有較廣的保護(hù)范圍，并具有較強(qiáng)的抗干擾能力及較好的選擇性。在列車車內(nèi)發(fā)生故障時(shí)，能在車上開關(guān)拒動(dòng)時(shí)起遠(yuǎn)后備保護(hù)作用。但該方法存在一個(gè)問題，即，當(dāng)出現(xiàn)階躍波形時(shí)，保護(hù)會(huì)誤動(dòng)作。例如，機(jī)車短時(shí)脫離接觸軌時(shí)，電流突變?yōu)榱恪．?dāng)機(jī)車再次與接觸軌接上時(shí)，電流突變?yōu)樨?fù)荷電流。在此情況下，保護(hù)會(huì)誤動(dòng)。針對(duì)上述問題，本發(fā)明提出了一種反映平均電流變化率的電流增量保護(hù)方法。該方法反映了一段時(shí)間內(nèi)的平均電流變化率，不隨電流變化率的波動(dòng)而波動(dòng)，穩(wěn)定可靠，且可避免階躍波形時(shí)保護(hù)誤動(dòng)。

發(fā)明內(nèi)容
為解決電流變化率波動(dòng)大，容易引起保護(hù)的拒動(dòng)和誤動(dòng)保護(hù)問題，并避免階躍波形時(shí)保護(hù)誤動(dòng)，本發(fā)明提出了一種反映平均電流變化率的電流增量保護(hù)方法。本發(fā)明具體采用以下技術(shù)方案。一種反映平均電流變化率的電流增量保護(hù)方法，其特征在于，該方法包括以下步驟(1)地鐵直流饋線保護(hù)裝置對(duì)饋線電流進(jìn)行采樣得到電流瞬時(shí)值，即電流采樣值；通過數(shù)字濾波算法，濾除電流采樣值中的高頻分量；將濾波后的電流采樣值轉(zhuǎn)化為實(shí)際電流值；(2)當(dāng)設(shè)定時(shí)間Tl數(shù)據(jù)窗內(nèi)的電流增量超過電流增量保護(hù)定值dlset時(shí)，保護(hù)啟動(dòng)，出口計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)；(3)保護(hù)啟動(dòng)后，如果在保護(hù)出口跳閘前，電流增量低于增量保護(hù)返回定值 dlset. r，則保護(hù)返回；(4)計(jì)算保護(hù)啟動(dòng)前20ms和保護(hù)啟動(dòng)后20ms這段時(shí)間內(nèi)的電流變化率，如果電流變化率超過設(shè)定的電流變化率定值didt_set且保持20ms以上，則置增量保護(hù)允許標(biāo)志；(5)在出口計(jì)時(shí)器超過增量保護(hù)時(shí)間定值T2時(shí)，如果電流增量不低于增量保護(hù)返回定值，且有增量保護(hù)允許標(biāo)志，則保護(hù)出口跳閘。本發(fā)明提出的反映平均電流變化率的電流增量保護(hù)方法，解決了電流變化率波動(dòng)大、容易引起保護(hù)的拒動(dòng)和誤動(dòng)保護(hù)問題，并避免了階躍波形時(shí)保護(hù)誤動(dòng)，大大提高了保護(hù)
可靠性。


圖1顯示了直流牽引供電系統(tǒng)構(gòu)成示意圖，其中1 牽引變電站，2 饋電線，3 接觸網(wǎng)，4 電動(dòng)機(jī)車，5 接觸軌，6 回流線，7 電分段；圖2顯示了電流采樣系統(tǒng)接線示意圖；圖3顯示了故障電流及增量保護(hù)原理示意圖；圖4顯示了機(jī)車短時(shí)脫離接觸軌時(shí)的電流曲線及電流變化率曲線。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。圖1顯示了直流牽引供電系統(tǒng)構(gòu)成示意圖，地鐵供電系統(tǒng)的牽引變電所1從地區(qū)變電所取得電源，經(jīng)過變壓、整流后，通過饋電線路2將直流輸送到接觸網(wǎng)3上。接觸網(wǎng)3 可由架空線構(gòu)成，也可由第三軌構(gòu)成(稱為接觸軌5)。電動(dòng)機(jī)車4從接觸網(wǎng)上取得電源驅(qū)動(dòng)機(jī)車前進(jìn)。電源正極經(jīng)接觸網(wǎng)、機(jī)車負(fù)載、鋼軌、回流線6回到電源負(fù)極構(gòu)成回路。參照?qǐng)D1、圖2，地鐵直流饋線保護(hù)裝置通過分流器、測(cè)量放大器對(duì)饋電線路電流進(jìn)行采樣。參照?qǐng)D4，當(dāng)機(jī)車短時(shí)脫離接觸軌時(shí)，電流突變?yōu)榱?。?dāng)機(jī)車再次與接觸軌接上時(shí)， 電流突變?yōu)樨?fù)荷電流。在此情況下，普通的電流增量保護(hù)會(huì)誤動(dòng)。根據(jù)地鐵直流供電系統(tǒng)的特點(diǎn)，本發(fā)明公開了一種反映平均電流變化率的電流增量保護(hù)方法。該方法包括以下步驟(1)電流信號(hào)采樣并計(jì)算地鐵直流饋線保護(hù)裝置對(duì)饋線電流通過隔離放大單元進(jìn)行采樣得到電流瞬時(shí)值；通過數(shù)字濾波算法，濾除高頻分量；將濾波后的電流采樣值轉(zhuǎn)化為實(shí)際電流值；(2)保護(hù)啟動(dòng)如圖3所示，計(jì)算Tl數(shù)據(jù)窗內(nèi)的電流增量Δ I = I (k)-I (k_Tl)；其中，I (k)為當(dāng)前電流值，I (k-Tl)為Tl時(shí)間之前的電流值；在本實(shí)施例中，優(yōu)選1ms ^ Tl ^ 200ms當(dāng)電流增量超過電流增量保護(hù)定值dlset時(shí)，保護(hù)啟動(dòng)，出口計(jì)時(shí)器T2啟動(dòng)計(jì)時(shí)， 同時(shí)，記憶該時(shí)刻的電流Itl作為后面計(jì)算電流增量的參考電流；在本實(shí)施例中，優(yōu)選T2為 Ims彡T2彡200ms，優(yōu)選電流增量保護(hù)定值dlset為2kAms彡dlset彡18kA ；(3)在保護(hù)啟動(dòng)后，如果在保護(hù)出口跳閘前電流增量ΔΙ = IGO-IJS于增量保護(hù)返回定值dlset. r,則保護(hù)返回。在本實(shí)施例中，優(yōu)選增量保護(hù)返回定值dlset. r為 0.95*dlset ( dlset. r ^ 1.O^dIset(4)上升時(shí)間檢查
計(jì)算保護(hù)啟動(dòng)前20ms和保護(hù)啟動(dòng)后20ms這段時(shí)間內(nèi)的電流變化率，如果電流變化率超過電流變化率定值didt_set且保持20ms以上，則置增量保護(hù)允許標(biāo)志；在本實(shí)施例中，優(yōu)選電流變化率定值didt_set固定為30A/ms(5)保護(hù)出口保護(hù)啟動(dòng)后，計(jì)算電流增量ΔΙ = I(k)-I0；在出口計(jì)時(shí)器T2達(dá)到增量保護(hù)時(shí)間定值時(shí)，如果電流增量不低于增量保護(hù)返回定值，且有增量保護(hù)允許標(biāo)志，則保護(hù)出口跳閘。以上給出的實(shí)施例用以說明本發(fā)明和它的實(shí)際應(yīng)用，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，任何一個(gè)本專業(yè)的技術(shù)人員在不偏離本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)，依據(jù)以上技術(shù)和方法作一定的修飾和變更當(dāng)視為等同變化的等效實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種反映平均電流變化率的電流增量保護(hù)方法，其特征在于，該方法包括以下步驟(1)地鐵直流饋線保護(hù)裝置對(duì)饋線電流進(jìn)行采樣得到電流瞬時(shí)值，即電流采樣值； 通過數(shù)字濾波算法，濾除電流采樣值中的高頻分量；將濾波后的電流采樣值轉(zhuǎn)化為實(shí)際電流值；(2)當(dāng)設(shè)定時(shí)間Tl數(shù)據(jù)窗內(nèi)的電流增量超過電流增量保護(hù)定值dlset時(shí)，保護(hù)啟動(dòng)，出口計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)；(3)保護(hù)啟動(dòng)后，如果在保護(hù)出口跳閘前，電流增量低于增量保護(hù)返回定值dlset.r， 則保護(hù)返回；(4)計(jì)算保護(hù)啟動(dòng)前20ms和保護(hù)啟動(dòng)后20ms這段時(shí)間內(nèi)的電流變化率，如果電流變化率超過設(shè)定的電流變化率定值didt_set且保持20ms以上，則置增量保護(hù)允許標(biāo)志；(5)在出口計(jì)時(shí)器超過增量保護(hù)時(shí)間定值T2時(shí)，如果電流增量不低于增量保護(hù)返回定值，且有增量保護(hù)允許標(biāo)志，則保護(hù)出口跳閘。
2.如權(quán)利要求1所述的電流增量保護(hù)方法，其特征在于所述設(shè)定時(shí)間Tl為 Ims ^Tl ^ 200ms ；所述增量保護(hù)時(shí)間定值T2為1ms ^ T2 ^ 200ms ；所述電流增量保護(hù)定值 dlset為2kAms彡dlset彡18kA ；所述增量保護(hù)返回定值dlset. r為0. 95*dlset彡dlset. r彡1. O^dIset ；所述電流變化率定值didt_set固定為30A/ms。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種反映平均電流變化率的電流增量保護(hù)方法。該方法包括以下步驟地鐵直流饋線保護(hù)裝置對(duì)饋線電流通過隔離放大單元進(jìn)行采樣得到電流瞬時(shí)值；通過數(shù)字濾波算法，濾除高頻分量，計(jì)算出實(shí)際電流值；當(dāng)所取的數(shù)據(jù)窗內(nèi)電流增量超過啟動(dòng)定值時(shí)，保護(hù)啟動(dòng)，出口計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)；計(jì)算保護(hù)啟動(dòng)前20ms和保護(hù)啟動(dòng)后20ms這段時(shí)間內(nèi)的電流變化率，如果電流變化率超過定值且保持20ms以上，則置增量保護(hù)允許標(biāo)志；在出口計(jì)時(shí)器超過增量保護(hù)時(shí)間定值時(shí)，如果電流增量不低于增量保護(hù)返回定值，且有增量保護(hù)允許標(biāo)志，則保護(hù)出口跳閘。該方法反映了一段時(shí)間內(nèi)的平均電流變化率，不隨電流變化率的波動(dòng)而波動(dòng)，穩(wěn)定可靠。
文檔編號(hào)H02H3/26GK102185288SQ20111012903
公開日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2011年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月18日
發(fā)明者屠黎明, 李繼晟, 秦應(yīng)力, 聶娟紅, 蘇毅, 董杰 申請(qǐng)人:北京四方繼保自動(dòng)化股份有限公司