專利名稱：繼電保護(hù)方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種繼電保護(hù)方法和裝置。
背景技術(shù)：
在電力系統(tǒng)發(fā)生故障時或發(fā)生其他危及安全運(yùn)行的異常工況時，繼電保護(hù)裝置能 夠在可能實現(xiàn)的最短時間和最小區(qū)域內(nèi)自動將故障設(shè)備從系統(tǒng)中切除，或發(fā)出信號由值班 人員消除異常工況根源，以減輕或避免對其他設(shè)備的損壞和對相鄰地區(qū)供電的影響。目前，繼電保護(hù)裝置實現(xiàn)其功能的大致過程如下所述1、實時監(jiān)測電力信號的頻率變化狀況，獲得電力信號的實時頻率，其中電力信號 可以是電流交流信號，也可以是電壓交流信號；2、對電力信號進(jìn)行交流采樣；在交流采樣中，在一個交流信號周期T內(nèi)對輸入信號固定采樣N次，則兩次采樣之 間的時間間隔Ts為Ts = T/N。由于實際電力系統(tǒng)的頻率都會在一定范圍內(nèi)波動，特別對于 小功率供電系統(tǒng)，如柴油發(fā)電機(jī)組供電系統(tǒng)，其供電電網(wǎng)的信號頻率將隨負(fù)載波動而有較 大范圍的波動，如果交流采樣時交流信號周期都按照電力系統(tǒng)的額定頻率計算，則將導(dǎo)致 采樣間隔過大或過小，造成N點(diǎn)采樣波形超過或不足一個周波，從而影響交流采樣的精度。 因此在每次交流采樣時繼電保護(hù)裝置都要按照與電力信號的實時頻率同步的采樣頻率對 電力信號進(jìn)行交流采樣，具體為按照電力信號的實時頻率調(diào)節(jié)定時器，也就是調(diào)節(jié)定時器 內(nèi)部的周期寄存器設(shè)定值，采樣時間間隔數(shù)Ts就是該設(shè)定值，該定時器以周期寄存器設(shè)定 值為初始值進(jìn)行定向減計數(shù)，當(dāng)遞減計數(shù)到0時產(chǎn)生中斷觸發(fā)一次交流采樣；3、對通過交流采樣獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，判斷是否需要對電力系統(tǒng)進(jìn)行繼電保 護(hù)；4、當(dāng)需要對電力系統(tǒng)進(jìn)行繼電保護(hù)時，通過配置繼電器完成各種保護(hù)措施，例如 出口跳閘、信號報警等?，F(xiàn)有技術(shù)中有多種方法能得到電力信號的實時頻率，例如，繼電保護(hù)裝置一般需 要對電力系統(tǒng)測量很多路交流量，將一路電流或電壓回路作為頻率測量回路，通過放大電 路將該頻率測量回路的交流正弦信號轉(zhuǎn)換為方波信號，然后用倍頻電路將方波信號變?yōu)楸?頻脈沖，通過對倍頻脈沖計數(shù)得出電力信號的實時頻率，等等。本發(fā)明的發(fā)明人在對上述現(xiàn)有技術(shù)的研究和實踐過程中發(fā)現(xiàn)，能否準(zhǔn)確的監(jiān)測到 電力信號的實時頻率是決定繼電保護(hù)裝置是否可靠的關(guān)鍵因素。可是當(dāng)電力信號的實時頻 率實際上在發(fā)生劇烈波動時，例如當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生極為嚴(yán)重的故障或者系統(tǒng)完全無法運(yùn)作 時，通過現(xiàn)有技術(shù)的種種方法所獲得的實時頻率都是不準(zhǔn)確的，因此在這種情況下繼電保 護(hù)裝置不能準(zhǔn)確判斷出電力系統(tǒng)已發(fā)生故障或者有異常工況。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例提供了一種繼電保護(hù)方法和裝置，能夠可靠的對電力系統(tǒng)進(jìn)行繼電
3保護(hù)。一種繼電保護(hù)方法，包括獲取交流信號的實時頻率；判斷所述實時頻率是否在 預(yù)置范圍內(nèi)，若否，則按照所述交流信號的額定頻率調(diào)節(jié)第一個定時器，進(jìn)行交流采樣，所 述第一個定時器用于在交流采樣時產(chǎn)生采樣中斷，若是，則按照所述實時頻率調(diào)節(jié)所述第 一個定時器，進(jìn)行交流采樣；按照所述交流采樣的結(jié)果進(jìn)行分析，所述分析結(jié)果用于判斷是 否需要對電力系統(tǒng)進(jìn)行繼電保護(hù)；當(dāng)需要對電力系統(tǒng)進(jìn)行繼電保護(hù)時，通過控制繼電器的 通斷操作對電力系統(tǒng)進(jìn)行繼電保護(hù)。一種繼電保護(hù)裝置，包括獲取單元，用于獲取交流信號的實時頻率；交流采樣單 元，用于判斷所述實時頻率是否在預(yù)置范圍內(nèi)，若否，則按照所述交流信號的額定頻率調(diào)節(jié) 第一個定時器，進(jìn)行交流采樣，所述第一個定時器用于在交流采樣時產(chǎn)生采樣中斷，若是， 則按照所述實時頻率調(diào)節(jié)所述第一個定時器，進(jìn)行交流采樣；處理單元，用于按照所述交流 采樣的結(jié)果進(jìn)行分析，所述分析結(jié)果用于判斷是否需要對電力系統(tǒng)進(jìn)行繼電保護(hù)；繼電保 護(hù)單元，用于當(dāng)需要對電力系統(tǒng)進(jìn)行繼電保護(hù)時，通過控制繼電器的通斷操作對電力系統(tǒng) 進(jìn)行繼電保護(hù)。從以上技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實施例具有以下優(yōu)點(diǎn)繼電保護(hù)裝置在得到電力系統(tǒng)的交流信號的實時頻率后，預(yù)先對該實時頻率進(jìn)行 篩選，如果該實時頻率在預(yù)置的范圍內(nèi)，繼電保護(hù)裝置則根據(jù)該實時頻率來調(diào)節(jié)第一個定 時器，控制交流采樣的頻率，保證了繼電保護(hù)裝置能夠準(zhǔn)確判斷電力系統(tǒng)是否發(fā)生故障或 者有異常工況，如果該實時頻率不在預(yù)置的范圍內(nèi)，那么繼電保護(hù)裝置則根據(jù)交流信號的 額定頻率來調(diào)節(jié)第一個定時器，同樣也可以準(zhǔn)確判斷電力系統(tǒng)是否發(fā)生故障或有異常工 況，因此能夠可靠的對電力系統(tǒng)進(jìn)行繼電保護(hù)。


圖1是本發(fā)明實施例中繼電保護(hù)方法的實施例一的流程示意圖；圖2是本發(fā)明實施例中繼電保護(hù)方法的實施例二的流程示意圖；圖3是本發(fā)明實施例中繼電保護(hù)裝置的實施例三的邏輯結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明實施例提供一種繼電保護(hù)方法，本發(fā)明實施例還提供相應(yīng)的繼電保護(hù)裝 置，以下分別進(jìn)行詳細(xì)說明。實施例一、本發(fā)明實施例提供繼電保護(hù)方法的一個實施例，其流程如圖1所示，包 括101、獲取交流信號的實時頻率；電力系統(tǒng)在實際的運(yùn)行過程中，系統(tǒng)中交流信號的實時頻率是不斷變化的，不能
一直與它的額定頻率保持一致。獲取實時頻率的方法具體可以為在繼電保護(hù)的過程中，繼電保護(hù)裝置一般需要 測量很多路交流信號，可以從中選擇一路電壓或電流回路作為頻率測量回路，通過放大電 路將頻率測量回路的交流信號轉(zhuǎn)變?yōu)榉讲ㄐ盘?，再通過第二個定時器對方波信號進(jìn)行計 數(shù)，按照計數(shù)值便可得出交流信號的實時頻率。
102、判斷實時頻率是否在預(yù)置范圍內(nèi)，若否，則執(zhí)行步驟103.，若是，則執(zhí)行步驟 104 ；由于通過步驟101所獲得的交流信號的實時頻率并不是在任何情況下都能保證 它的準(zhǔn)確性，本實施例給這些通過步驟101所獲得的實時頻率設(shè)置了一個預(yù)置范圍，用這 個預(yù)置范圍把與交流信號的真實頻率相符的實時頻率篩選出來，只有符合這個預(yù)置范圍的 實時頻率才能用于調(diào)節(jié)第一個定時器，進(jìn)行交流采樣，當(dāng)超過了這個預(yù)置范圍，繼電保護(hù)裝 置就采用交流信號的額定頻率調(diào)節(jié)第一個定時器，進(jìn)行交流采樣。本實施例中，第一個定時 器是用于在交流采樣時產(chǎn)生采樣中斷，而且繼電保護(hù)裝置通過調(diào)節(jié)第一個定時器來進(jìn)行交 流采樣的具體實現(xiàn)方法與現(xiàn)有技術(shù)相同，此處不再贅述。設(shè)置預(yù)置范圍具體可以為例如交流信號的額定頻率是50赫茲，由于預(yù)知交流信 號的真實頻率在不發(fā)生劇烈波動的時候，即除非系統(tǒng)發(fā)生極為嚴(yán)重的故障或系統(tǒng)崩潰了， 該真實頻率不會超出45赫茲 55赫茲，因此可以設(shè)置預(yù)置范圍為45赫茲 55赫茲。103、按照額定頻率進(jìn)行交流采樣；當(dāng)繼電保護(hù)裝置通過步驟101獲得的實時頻率不在預(yù)置范圍內(nèi)，例如，如前所述 交流信號的額定頻率是50赫茲，設(shè)定預(yù)置范圍是45赫茲 55赫茲，而通過步驟101獲得 的實時頻率為80赫茲，那么可以得出結(jié)論這個通過步驟101獲得的實時頻率是在交流信 號的真實頻率發(fā)生劇烈波動時獲得的，與真實頻率不符，這時，繼電保護(hù)裝置按照交流信號 的額定頻率調(diào)節(jié)第一個定時器，進(jìn)行交流采樣。104、按照實時頻率進(jìn)行交流采樣；當(dāng)繼電保護(hù)裝置通過步驟101獲得的實時頻率不在預(yù)置范圍內(nèi)，例如，如前所述 交流信號的額定頻率是50赫茲，設(shè)定預(yù)置范圍是45赫茲 55赫茲，通過步驟101獲得的 實時頻率為40赫茲，那么可以得出結(jié)論這個通過步驟101獲得的實時頻率是在交流信號 的真實頻率沒有發(fā)生劇烈波動時獲得的，與真實頻率相符，這時，繼電保護(hù)裝置按照所獲得 的實時頻率調(diào)節(jié)第一個定時器，進(jìn)行交流采樣。105、判斷是否需要繼電保護(hù)，若是，則執(zhí)行步驟106，若否，則執(zhí)行步驟107 ；繼電保護(hù)裝置按照交流采樣的結(jié)果進(jìn)行分析，該分析的結(jié)果用于判斷是否需要對 電力系統(tǒng)進(jìn)行繼電保護(hù)。例如過流保護(hù)時繼電保護(hù)裝置會根據(jù)交流采樣的結(jié)果判斷最大相 電流是否大于電流定值，如果最大相電流大于電流定值的持續(xù)時間超過動作延時時間，繼 電保護(hù)裝置得出判斷的結(jié)果為需要采取繼電保護(hù)動作。106、通過繼電器對電力系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)；當(dāng)需要對電力系統(tǒng)進(jìn)行繼電保護(hù)時，繼電保護(hù)裝置會通過出口配置，設(shè)定的相應(yīng) 的繼電器進(jìn)行動作，例如，出口跳閘或向現(xiàn)場發(fā)出報警等信號。107、維持電力系統(tǒng)當(dāng)前狀態(tài)。當(dāng)不需要對電力系統(tǒng)進(jìn)行繼電保護(hù)時，繼電保護(hù)裝置就不進(jìn)行任何動作，維持電 力系統(tǒng)當(dāng)前狀態(tài)。本實施例中，繼電保護(hù)裝置在得到電力系統(tǒng)的交流信號的實時頻率后，預(yù)先對該 實時頻率進(jìn)行篩選，如果該實時頻率在預(yù)置的范圍內(nèi)，繼電保護(hù)裝置則根據(jù)該實時頻率來 調(diào)節(jié)第一個定時器，控制交流采樣的頻率，保證了繼電保護(hù)裝置能夠準(zhǔn)確判斷電力系統(tǒng)是 否發(fā)生故障或者有異常工況，如果該實時頻率不在預(yù)置的范圍內(nèi)，那么繼電保護(hù)裝置則根據(jù)交流信號的額定頻率來調(diào)節(jié)第一個定時器，同樣也可以準(zhǔn)確判斷電力系統(tǒng)是否發(fā)生故障 或有異常工況，因此能夠可靠的對電力系統(tǒng)進(jìn)行繼電保護(hù)。當(dāng)電力系統(tǒng)的交流信號的真實頻率實際上在發(fā)生劇烈波動時，繼電保護(hù)裝置所獲 得的實時頻率是不準(zhǔn)確的，因此在實施例一中，通過劃分預(yù)置范圍，選出在交流信號的真實 頻率沒有發(fā)生劇烈波動的情況下所獲得的實時頻率，只有符合該范圍的實時頻率才能作為 繼電保護(hù)裝置交流采樣的頻率，但是，當(dāng)交流信號的幅值較小時，在這種情況下繼電保護(hù)裝 置所獲得的實時頻率也是不準(zhǔn)確，因此繼電保護(hù)裝置所采用的繼電保護(hù)方法進(jìn)一步還可以 為實施例二、本發(fā)明實施例提供繼電保護(hù)方法的另一個實施例，其流程如圖2所示， 包括201、與如圖1所示的實施例一的步驟101相同，此處不再贅述；202、判斷實時頻率是否在預(yù)置范圍內(nèi)，若否，則執(zhí)行步驟203.，若是，則執(zhí)行步驟 204 ；繼電保護(hù)裝置判斷通過步驟201所獲取的交流信號的實時頻率是否在預(yù)置范圍 內(nèi)的過程與如圖1所示的實施例一相同，但是在本實施例中，按照判斷結(jié)果繼電保護(hù)裝置 所執(zhí)行的后繼操作與如圖1所示的實施例一有所不同，具體的為當(dāng)繼電保護(hù)裝置所獲取的實時頻率在預(yù)置范圍內(nèi)，繼電保護(hù)裝置還要判斷交流信 號的幅值是否超過預(yù)置門限值，若否，則按照交流信號的額定頻率調(diào)節(jié)第一個定時器，若 是，才按照實時頻率調(diào)節(jié)第一個定時器。203、與如圖1所示的實施例一的步驟103相同，此處不再贅述；204、判斷交流信號的幅值是否超過預(yù)置門限值，若否，則執(zhí)行步驟203，若是，執(zhí)行 步驟205。繼電保護(hù)裝置獲取交流信號的幅值的方式具體可以為采用模數(shù)轉(zhuǎn)換器按照交流 信號的額定頻率進(jìn)行交流采樣，對一周波內(nèi)獲得的采樣值進(jìn)行計算得到交流信號的幅值。設(shè)置預(yù)置門限值具體可以為例如當(dāng)交流信號為電流交流信號時，預(yù)置門限值為 0.061η，當(dāng)交流信號為電壓交流信號時，預(yù)置門限值為0. lUn，其中，In為電流回路的額定 電流值，Un為電壓回路的額定電壓值。205 208、與如圖1所示的實施例一的步驟104 107相同，此處不再贅述。本實施例中，繼電保護(hù)裝置通過設(shè)定交流信號幅值的預(yù)置門限值進(jìn)一步對繼電保 護(hù)裝置獲得的實時頻率進(jìn)行篩選，進(jìn)一步保證用來調(diào)節(jié)第一個定時器的實時頻率與交流信 號的真實頻率相符，從而能更可靠的對電力系統(tǒng)進(jìn)行繼電保護(hù)。實施例三、本發(fā)明實施例提供繼電保護(hù)裝置的一個實施例，其結(jié)構(gòu)如圖3所示，包 括獲取單元301，用于獲取交流信號的實時頻率；交流采樣單元302，用于判斷實時頻率是否在預(yù)置范圍內(nèi)，若否，則按照交流信號 的額定頻率調(diào)節(jié)第一個定時器，進(jìn)行交流采樣，第一個定時器用于在交流采樣時產(chǎn)生采樣 中斷，若是，則按照實時頻率調(diào)節(jié)所述第一個定時器，進(jìn)行交流采樣；處理單元303，用于按照交流采樣的結(jié)果進(jìn)行分析，該分析結(jié)果用于判斷是否需要 繼電保護(hù)；
6
繼電保護(hù)單元304，用于當(dāng)需要繼電保護(hù)時，通過繼電器對電力系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)。進(jìn)一步的，本實施例中，交流采樣單元302還用于，在判斷所獲取的交流信號的實 時頻率是在預(yù)置范圍內(nèi)之后，在按照實時頻率調(diào)節(jié)第一個定時器之前，獲取交流信號的幅 值；判斷該幅值是否超過預(yù)置門限值，若是，則執(zhí)行按照實時頻率調(diào)節(jié)第一個定時器的步 驟，若否，則按照交流信號的額定頻率調(diào)節(jié)第一個定時器。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實現(xiàn)上述實施例方法中的全部或部分步驟是可以 通過程序來指令相關(guān)的硬件完成，所述的程序可以存儲于一種計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)中，上 述提到的存儲介質(zhì)可以是只讀存儲器，磁盤或光盤等。以上對本發(fā)明所提供的一種繼電保護(hù)方法和裝置進(jìn)行了詳細(xì)介紹，對于本領(lǐng)域的 一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明實施例的思想，在具體實施方式
及應(yīng)用范圍上均會有改變之處， 綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
一種繼電保護(hù)方法，其特征在于，包括獲取交流信號的實時頻率；判斷所述實時頻率是否在預(yù)置范圍內(nèi)，若否，則按照所述交流信號的額定頻率調(diào)節(jié)第一個定時器，進(jìn)行交流采樣，所述第一個定時器用于在交流采樣時產(chǎn)生采樣中斷，若是，則按照所述實時頻率調(diào)節(jié)所述第一個定時器，進(jìn)行交流采樣；按照所述交流采樣的結(jié)果進(jìn)行分析，所述分析結(jié)果用于判斷是否需要對電力系統(tǒng)進(jìn)行繼電保護(hù)；當(dāng)需要對電力系統(tǒng)進(jìn)行繼電保護(hù)時，通過控制繼電器的通斷操作對電力系統(tǒng)進(jìn)行繼電保護(hù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在判斷所獲取的交流信號的實時頻率是 在預(yù)置范圍內(nèi)之后，在按照實時頻率調(diào)節(jié)第一個定時器之前，還包括步驟獲取所述交流信號的幅值；判斷所述幅值是否超過預(yù)置門限值，若是，則執(zhí)行所述按照實時頻率調(diào)節(jié)第一個定時 器的步驟，若否，則按照所述交流信號的額定頻率調(diào)節(jié)第一個定時器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，獲取所述交流信號的幅值具體采用采用模數(shù)轉(zhuǎn)換器按照所述額定頻率進(jìn)行交流采 樣，對一周波內(nèi)獲得的采樣值進(jìn)行計算得到所述交流信號的幅值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的方法，其特征在于，獲取所述交流信號的實時頻 率具體為通過放大電路將所述交流信號轉(zhuǎn)變?yōu)榉讲ㄐ盘枺徊捎玫诙€定時器對所述方波信號計數(shù)，按照計數(shù)值獲取所述交流信號的實時頻率。
5.一種繼電保護(hù)裝置，其特征在于，包括獲取單元，用于獲取交流信號的實時頻率；交流采樣單元，用于判斷所述實時頻率是否在預(yù)置范圍內(nèi)，若否，則按照所述交流信號 的額定頻率調(diào)節(jié)第一個定時器，進(jìn)行交流采樣，所述第一個定時器用于在交流采樣時產(chǎn)生 采樣中斷，若是，則按照所述實時頻率調(diào)節(jié)所述第一個定時器，進(jìn)行交流采樣；處理單元，用于按照所述交流采樣的結(jié)果進(jìn)行分析，所述分析結(jié)果用于判斷是否需要 對電力系統(tǒng)進(jìn)行繼電保護(hù)；繼電保護(hù)單元，用于當(dāng)需要對電力系統(tǒng)進(jìn)行繼電保護(hù)時，通過控制繼電器的通斷操作 對電力系統(tǒng)進(jìn)行繼電保護(hù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，交流采樣單元還用于，在判斷所獲取的交流信號的實時頻率是在預(yù)置范圍內(nèi)之后，在 按照實時頻率調(diào)節(jié)第一個定時器之前，獲取所述交流信號的幅值；判斷所述幅值是否超過 預(yù)置門限值，若是，則執(zhí)行所述按照實時頻率調(diào)節(jié)第一個定時器的步驟，若否，則按照所述 交流信號的額定頻率調(diào)節(jié)第一個定時器。
全文摘要
本發(fā)明實施例公開了一種繼電保護(hù)方法和裝置。本發(fā)明實施例繼電保護(hù)裝置在得到交流信號的實時頻率后，預(yù)先對該實時頻率進(jìn)行篩選，如果該實時頻率在預(yù)置的范圍內(nèi)，繼電保護(hù)裝置則根據(jù)該實時頻率來調(diào)節(jié)第一個定時器，控制交流采樣的頻率，如果該實時頻率不在預(yù)置的范圍內(nèi)，那么繼電保護(hù)裝置則根據(jù)交流信號的額定頻率來調(diào)節(jié)第一個定時器，控制交流采樣的頻率，因此能夠可靠的對電力系統(tǒng)進(jìn)行繼電保護(hù)。
文檔編號H02H7/26GK101938116SQ20101028378
公開日2011年1月5日 申請日期2010年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月14日
發(fā)明者張寶貴, 張進(jìn)軍, 董光府, 郭彩霞 申請人:深圳市華力特電氣股份有限公司