遠距離特高壓交流輸電線路故障判別方法
【專利摘要】一種遠距離特高壓交流輸電線路故障判別方法。首先采集特高壓交流輸電線路兩端保護安裝處各個采樣時刻的電壓、電流行波分量，計及線路損耗的影響，利用各采樣時刻行波電氣量通過預測算法計算特高壓交流輸電線路一端的電流行波分量，然后利用特高壓交流輸電線路沿線分布電容電流作為制動電流，利用計算得到的特高壓交流輸電線路一端的電流行波分量與采樣得到的該端電流行波分量的矢量和作為差動電流，分相構成特高壓交流輸電線路主保護。本發明方法無需通過插值運算求取各采樣時刻的電流行波分量，減少了電流行波保護運算量，提高了電流行波差動保護動作速度，適用于不同運行環境和線路參數的特高壓交流輸電線路繼電保護。
【專利說明】遠距離特高壓交流輸電線路故障判別方法

【技術領域】
[0001] 本發明涉及電力系統繼電保護【技術領域】，具體地說是涉及一種遠距離特高壓交流 輸電線路故障判別方法。

【背景技術】
[0002] 由于不受系統運行方式和電網結構影響且具有天然的選相功能，電流差動保護一 直是各種電壓等級輸電線路的主保護。在220kV及以下電壓等級輸電線路中，由于輸電線 路沿線分布電容電流很小，分布電容對電流差動保護動作性能影響很小。然而，特高壓交流 輸電線路的電壓、電流傳輸具有明顯的波過程，沿線分布電容電流很大，利用兩端基頻穩態 電流分量的矢量和的幅值作為動作量的傳統電流差動保護面臨著電流差動保護啟動電流 大，而為了防止保護誤動，提高啟動設定值又會導致保護靈敏度不足，制約著傳統電流差動 保護在特高壓交流輸電線路上的應用。
[0003] 基于分布參數模型輸電線路電流差動保護算法考慮了分布電容的影響，動作性 能不受分布電容電流的影響，但需要設計大量復雜的雙曲函數運算，雙曲函數在微機代 碼中不易實現，實用困難。行波差動保護在保護算法數學模型中考慮了分布電容的影 響，行波差動保護原理上不受輸電線路分布電容的影響，具有很高的動作性能。申請號 200910034669. 1發明專利"適用于串聯電容補償線路的行波差動保護方法"解決了分布 電容對差動保護動作性能的影響，但對于行波傳播延時為非整數倍采樣間隔的情況，需要 通過插值運算得到各個時間點上的電氣量，對保護裝置采樣頻率的要求非常高，因此對保 護裝置硬件要求很高，且每個采樣時間都要進行插值運算，保護算法本身所需運算量大，無 法滿足保護速動性的要求。蘇斌、董新洲和孫元章發表的《特高壓帶并聯電抗器線路的行 波差動保護》以及蘇斌、董新洲和孫元章發表的《基于小波變換的行波差動保護》和申請號 200410079501. X發明專利"行波保護中電壓過零附近故障的檢測方法"對于行波傳播延時 為非整數倍采樣間隔的情況也需要通過插值運算得到各個時間點上的電氣量，同樣存在著 運算量大的問題；需要進行小波變換，所需數據窗大，保護檢測到故障發生所需時間長。
[0004] 目前，許多學者已提出的輸電線路行波差動保護方法對行波傳播延時為非整數倍 采樣間隔的情況都需要進行插值運算求其各個時間點上的電氣量，保護算法本身運算量 大，對保護裝置采樣硬件要求高。其中部分輸電線路行波差動保護方法甚至需要進行小波 變換，所需數據窗大，延長了保護檢測到故障發生的時間，無法滿足繼電保護對速動性的要 求。


【發明內容】

[0005] 本發明的目的在于克服已有技術存在的不足，提供一種遠距離特高壓交流輸電線 路故障判別方法。本發明方法無需通過插值運算求取各采樣時刻的電流行波分量，減少了 電流行波保護運算量，提高了電流行波差動保護動作速度。本發明方法利用特高壓交流輸 電線路沿線分布電容電流作為制動電流，無需進行電流門檻值整定，可隨著特高壓交流輸 電線路距離、對地分布電容參數變化而變化，適用于各種運行環境和線路參數的特高壓交 流輸電線路繼電保護。
[0006] 本發明采用如下技術方案：
[0007] 遠距離特高壓交流輸電線路故障判別方法，包括如下依序步驟：
[0008] (1)利用位于特高壓交流輸電線路兩端的m變電站保護安裝處和η變電站保護安 裝處的各采樣時刻的行波電氣量計算t采樣時刻的m變電站保護安裝處的0、α、β模電流 行波分量i' m0⑴、i' ma⑴、i' me⑴：
[0009]

【權利要求】
1.遠距離特高壓交流輸電線路故障判別方法，其特征在于，包括如下依序步驟： (1)利用位于特高壓交流輸電線路兩端的m變電站保護安裝處和η變電站保護安裝處 的各采樣時刻的行波電氣量計算t采樣時刻的m變電站保護安裝處的0、α、β模電流行波 分量 i' mtl⑴、i' ma(t)、:i' me ⑴：
其中，t為采樣時間；
1為連接m變電站和η變電站的 特高壓交流輸電線路長度；Τ為基頻分量的周期時間；Ζ。。、Ζ。^分別為特高壓交流輸電 線路0、a、β模行波分量的特性阻抗；v ^ v。。、v。0分別為特高壓交流輸電線路〇、a、 β模行波分量的傳播速度；ω為電力系統角頻率；IVR。、Re分別為特高壓交流輸電線路0、 a、β模行波分量的電阻；umCI(t)、uma (t)、ume (t)分別為m變電站保護安裝處的t采樣時刻 的〇、。、@模的電壓行波分量；1111(|(〇、1^(〇、1^(〇分別為11變電站保護安裝處的七采 樣時刻的〇、a、β模的電壓行波分量；i nCI(t)、ina (t)、ine (t)分別為η變電站保護安裝處 的t采樣時刻的0、a、β模的電流行波分量；
分別為m 變電站保護安裝處的
采樣時刻的〇、a、β模的電壓行波分量；

分別為η變電站保護安裝處的
采樣時刻的0、α、β模的電壓行波分量；
分別為m變電站保護安裝處的
采樣時刻的0、α、β 模的電流行波分量；
分別為η變電站保護安裝處的
采 樣時刻的〇、α、β模的電流行波分量； (2) 將i' mCI(t)、i' ma(t)、i' me(t)進行相模反變換得到t采樣時刻的m變電站 保護安裝處的三相電流行波分量P mA(t)、i/ mC(t);對mB(t)、 P "c(t)采用傅里葉算法計算m變電站保護安裝處的t采樣時刻的三相基頻電流分量
(3) 對t采樣時刻的m變電站保護安裝處的三相實測的電流行波分量imA(t)、imB(t)、 im。 ⑴采用傅里葉算法計算m變電站保護安裝處的t采樣時刻的三相實測的基頻電流分量
(4) 對t采樣時刻的η變電站保護安裝處的三相實測的電流行波分量iM(t)、、⑴、 in。 ⑴采用傅里葉算法計算η變電站保護安裝處的t采樣時刻的三相實測的基頻電流分量
(5) 判斷t采樣時刻的
是否成立，若成立，則判斷A相特高壓交 流輸電線路發生故障，跳開A相特高壓交流輸電線路兩端的斷路器； (6) 判斷t采樣時刻的
是否成立，若成立，則判斷B相特高壓交 流輸電線路發生故障，跳開B相特高壓交流輸電線路兩端的斷路器； (7) 判斷t采樣時刻的
是否成立，若成立，則判斷C相特高壓交 流輸電線路發生故障，跳開C相特高壓交流輸電線路兩端的斷路器。
【文檔編號】H02H7/26GK104092201SQ201410361574
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月25日 優先權日:2014年7月25日
【發明者】曾惠敏 申請人:國家電網公司, 國網福建省電力有限公司, 國網福建省電力有限公司檢修分公司