发电电动机低频保护方法及系统、机组动态保护方法与流程

本公开涉及电力系统继电保护，尤其涉及一种发电电动机低频保护方法及系统、机组动态保护方法。

背景技术：

1、抽水蓄能电站发电电动机具备发电、水泵双向运行的特殊工作特性，机组在实际运行过程中会频繁完成变频启动、电气制动停机等操作，在升速、降速的过渡阶段，机组电气频率会长期处于2hz～10hz的低频区间。现阶段发电电动机的各类继电保护，普遍采用固定采样窗长的全周傅里叶算法，且配套数字滤波器均按照50hz工频参数进行设计，该算法及滤波方案在额定工频工况下，具备电气量幅值、相位测量精度高、保护动作速动性好的优势，能够满足常规工频运行状态下机组的继电保护需求，广泛应用于各类发电电动机保护系统中。

2、然而，现有工频适配的继电保护算法及保护方案在机组2hz～10hz低频动态工况时，会因采样点数不足、频谱泄漏、精度与速动性无法兼顾等问题，产生严重的电气量测量失真，极易引发保护误动。为规避保护误动风险，现有技术普遍采用全低频段保护闭锁策略，直接关停低频区间的全部继电保护功能。该被动防护方式虽杜绝了保护误动，却造成了更为严重的安全隐患：机组低频启动、制动过程中发生的绕组短路、定子接地、失磁等各类故障完全无法被保护系统实时检测、及时响应，故障状态会持续留存。此类隐性故障无法被设备自动监测识别，仅能依靠人工巡检发现，而当操作人员排查发现故障时，机组通常已发生实质性、不可逆的设备损坏，不仅大幅增加设备运维成本、缩短机组使用寿命，还会严重影响抽水蓄能电站机组安全稳定、连续可靠运行。

技术实现思路

1、有鉴于此，本公开实施例提供了一种发电电动机低频保护方法及系统、机组动态保护方法，能够解决现有技术存在的设备低频运行过程中绕组短路、定子接地、失磁等各类潜在故障无法被及时检测和响应，只能依靠人工事后发现，最终造成机组不可逆损坏严重影响机组安全稳定运行等问题。

2、第一方面，本公开实施例提供了一种发电电动机低频保护方法，包括：

3、基于预设采样窗长采集发电电动机的三相电压、电流模拟量，获得离散采样序列；

4、对所述离散采样序列进行转换迭代获得机组当前对应的实际运行频率；

5、若所述实际运行频率在预设频率区间范围内，获得所述实际运行频率对应的数字滤波器动态调整参数、全周傅里叶算法的动态采样窗长，并对所述离散采样序列进行异步采样修正；

6、基于所述动态采样窗长对应的异步采样修正后的所述离散采样序列，获得初始电气特征以及所述实际运行频率对应的补偿信息；

7、根据所述补偿信息对所述初始电气特征进行校正补偿，获得校准电气特征，所述校准电气特征包括基波电压校准幅值、基波电压校准相位、基波电流校准幅值和基波电流校准相位；

8、基于所述校准电气特征获得经频率偏移误差补偿后的继电保护电气特征；

9、将所述继电保护电气特征与发电电动机继电保护预设条件进行分析，若任一预设条件未满足触发对应的告警信号。

10、第二方面，本公开实施例还提供了一种发电电动机低频保护系统，包括：

11、实际运行频率获取单元，用于基于预设采样窗长采集发电电动机的三相电压、电流模拟量，获得离散采样序列；对所述离散采样序列进行转换迭代获得机组当前对应的实际运行频率；

12、动态分析单元，用于若所述实际运行频率在预设频率区间范围内，获得所述实际运行频率对应的数字滤波器动态调整参数、全周傅里叶算法的动态采样窗长，并对所述离散采样序列进行异步采样修正；

13、补偿信息获取单元，用于基于所述动态采样窗长对应的异步采样修正后的所述离散采样序列，获得初始电气特征以及所述实际运行频率对应的补偿信息；

14、电气特征校准单元，用于根据所述补偿信息对所述初始电气特征进行校正补偿，获得校准电气特征；

15、继电保护电气特征补偿单元，用于基于所述校准电气特征获得经频率偏移误差补偿后的继电保护电气特征；

16、异常分析单元，用于将所述继电保护电气特征与发电电动机继电保护预设条件进行分析，若任一预设条件未满足触发对应的告警信号。

17、第三方面，本公开实施例还提供了一种机组动态保护方法，包括：

18、根据采集的发电电动机的三相电压模拟量、三相电流模拟量，获得机组当前对应的实际运行频率；

19、获取所述实际运行频率的频率区间，动态调用对应的保持策略并执行。

20、本公开实施例提供的发电电动机低频保护方法，可随机组实时频率自适应调整滤波器参数和全周傅里叶算法窗长，并配合异步采样修正技术，有效抑制低频工况下的暂态直流分量、高次谐波干扰与频谱泄漏问题，消除频率波动带来的采样同步偏差，从源头提升低频电气采样数据精度；本申请依托预设频率和误差修正系数数据库，对低频区间基波电压、电流的幅值、相位计算结果进行精准补偿校正，能够得到高精度校准基波电气量；基于校准后电气量计算差动电流、负序电流、测量阻抗等保护特征量，可有效消除频率偏移导致的特征量虚假越限，规避保护误动问题，可实现机组低频启停、制动全过程保护正常投入，精准识别各类真实潜在故障并及时响应，避免故障持续发展造成设备不可逆损坏。

21、上述说明仅是本公开技术方案的概述，为了能更清楚了解本公开的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为让本公开的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

1.一种发电电动机低频保护方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的发电电动机低频保护方法，其特征在于，所述根据采集的发电电动机的三相电压模拟量、三相电流模拟量，获得机组当前对应的实际运行频率，包括：

3.根据权利要求2所述的发电电动机低频保护方法，其特征在于，所述对所述离散采样序列进行转换迭代获得机组当前对应的实际运行频率，包括：

4.根据权利要求1所述的发电电动机低频保护方法，其特征在于，所述获得所述实际运行频率对应的数字滤波器动态调整参数、全周傅里叶算法的动态采样窗长，包括：

5.根据权利要求4所述的发电电动机低频保护方法，其特征在于，所述对所述离散采样序列进行异步采样修正，包括：

6.根据权利要求1所述的发电电动机低频保护方法，其特征在于，所述基于所述动态采样窗长对应的异步采样修正后的所述离散采样序列，获得初始电气特征以及所述实际运行频率对应的补偿信息，包括：

7.根据权利要求6所述的发电电动机低频保护方法，其特征在于，所述基于所述校准电气特征获得经频率偏移误差补偿后的继电保护电气特征，包括：

8.一种发电电动机低频保护系统，其特征在于，包括：

9.一种机组动态保护方法，其特征在于，包括：

10.根据权利要求9所述的机组动态保护方法，其特征在于，所述获取所述实际运行频率的频率区间，动态调用对应的保持策略并执行，包括：