基于高階累積量的輸電線路差動(dòng)保護(hù)方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于高階累積量的輸電線路差動(dòng)保護(hù)方法，具體按照以下步驟實(shí)施：（1）設(shè)被保護(hù)的三相輸電線路的兩側(cè)為S側(cè)和M側(cè)，實(shí)時(shí)采集三相線路兩側(cè)的三相電流ISφ、IMφ，其中φ代表A，B，C三相；（2）分別計(jì)算三相線路的差動(dòng)電流和制動(dòng)電流；（3）分別計(jì)算三相線路差動(dòng)電流的三階累積量、歸一化三階累積量和制動(dòng)電流的三階累積量；（4）分相判定是否存在故障，是區(qū)內(nèi)故障還是區(qū)外故障，根據(jù)各相的判定結(jié)果，完成分相電流差動(dòng)保護(hù)。本發(fā)明保護(hù)方法，不需要對(duì)電容電流進(jìn)行補(bǔ)償，便可以快速、正確地識(shí)別區(qū)內(nèi)外故障，并保證較高的靈敏度。與此同時(shí)，本發(fā)明差動(dòng)保護(hù)還具有抗噪聲能力強(qiáng)、易于整定等特點(diǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】基于高階累積量的輸電線路差動(dòng)保護(hù)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)繼電保護(hù)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及電力系統(tǒng)基于高階累積量的輸電線路差動(dòng)保護(hù)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電流差動(dòng)保護(hù)的原理的提出至今已有百年的歷史，由于其原理簡(jiǎn)單、可靠，并能夠適應(yīng)各種復(fù)雜接線，已在母線、變壓器和發(fā)電機(jī)等電力設(shè)備的保護(hù)中得到了廣泛的應(yīng)用。隨著數(shù)字通信技術(shù)的發(fā)展和光纖通道技術(shù)的逐漸成熟，光纖通信造價(jià)大幅下降，光纖通信也因此在電力系統(tǒng)中逐漸獲得推廣，這為分相電流差動(dòng)保護(hù)在長(zhǎng)距離線路中的應(yīng)用創(chuàng)造了有利條件。然而，超高壓長(zhǎng)線路的分布電容較大，電容電流的存在，使得正常運(yùn)行情況下線路兩端的差動(dòng)電流不再滿足基爾霍夫電流定律，因此必須抬高保護(hù)動(dòng)作的門(mén)檻值，以防止差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作，但這無(wú)疑降低了保護(hù)的靈敏度和可靠性。此外，暫態(tài)過(guò)程中電流相量的計(jì)算精度，也將受到分布電容影響。
[0003]針對(duì)分布電容電流對(duì)差動(dòng)保護(hù)產(chǎn)生影響的問(wèn)題，許多國(guó)內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了廣泛的研究和有益得嘗試。目前采取的措施主要包括兩個(gè)方面:一是采用受電容電流影響小的新保護(hù)方案；二是采取電容電流補(bǔ)償措施。在第一類(lèi)措施中，行波差動(dòng)保護(hù)理論上不受分布電容電流的影響，逐漸受到繼電保護(hù)工作者的重視。然而，由于行波在線路上的傳輸時(shí)間通常不為信號(hào)采樣間隔的整數(shù)倍，需要插值計(jì)算，計(jì)算量較大，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生插值截?cái)嗾`差。申請(qǐng)?zhí)枮?00910034669.1的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利“一種基于電流行波預(yù)測(cè)的輸電線路差動(dòng)保護(hù)”利用各采樣時(shí)刻的前1/4周期時(shí)刻的電壓、電流行波分量預(yù)測(cè)各采樣時(shí)刻的輸電線路兩端的電流行波分量，在輸電線路兩端分別將預(yù)測(cè)得到的各采樣時(shí)刻的電流行波分量與采樣得到的各時(shí)刻電流行波分量，利用常規(guī)比例制動(dòng)特性構(gòu)成電流行波差動(dòng)保護(hù)。該方法無(wú)需插值運(yùn)算，在一定程度上減少了計(jì)算量，但其需要線路兩端的三相電壓參與運(yùn)算，數(shù)據(jù)量較大。在第二類(lèi)措施中，申請(qǐng)?zhí)?01110137749.7發(fā)明專(zhuān)利“一種基于電容電流精確補(bǔ)償?shù)妮旊娋€路電流差動(dòng)保護(hù)方法”先計(jì)算線路兩側(cè)的零序電流，判定是接地故障還是相間故障，然后根據(jù)判定結(jié)果，選擇對(duì)應(yīng)的測(cè)距方程實(shí)現(xiàn)故障相的準(zhǔn)故障測(cè)距，進(jìn)行分布電容電流的補(bǔ)償，完成全量分相電流保護(hù)。這種方法在故障點(diǎn)偏向一側(cè)時(shí)比半補(bǔ)償方式有更好的補(bǔ)償性能，但也需要兩端的電壓量參與運(yùn)算，而且其補(bǔ)償?shù)木纫蕾?lài)于故障測(cè)距環(huán)節(jié)和線路參數(shù)估計(jì)的精度。
[0004]在期刊和會(huì)議文獻(xiàn)中，許多學(xué)者也針對(duì)如何消除分布電容電流對(duì)電流差動(dòng)保護(hù)的不利影響進(jìn)行了廣泛的研究，并提出不少方法，也取得了一定成效，但這些方法中也存在著和前述方法類(lèi)似的諸如計(jì)算復(fù)雜、精度不高等缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，提供一種不受分布電容電流影響，且原理簡(jiǎn)單、容易整定、反應(yīng)迅速、抗噪聲干擾能力強(qiáng)的差動(dòng)保護(hù)方法。[0006]本發(fā)明的目的通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0007]基于高階累積量的輸電線路差動(dòng)保護(hù)方法，包括以下步驟:
[0008](I)設(shè)被保護(hù)的電力系統(tǒng)輸電線路的兩側(cè)分別為S側(cè)和M側(cè)，并規(guī)定電流從母線流入線路為正方向，實(shí)時(shí)采集兩端的三相電流信號(hào)Is4l、，其中$代表A，B，C三相；
[0009](2)根據(jù)兩端電流信號(hào)的采樣值，分別計(jì)算三相線路的差動(dòng)電流和制動(dòng)電流；
[0010](3)對(duì)步驟(2)中計(jì)算得到的差動(dòng)電流和制動(dòng)電流，分別計(jì)算三相線路的差動(dòng)電流的三階累積量、歸一化累積量和制動(dòng)電流的三階累積量；
[0011](4)根據(jù)步驟(3)中計(jì)算得到的累積量，進(jìn)行故障的判定，如滿足判據(jù)，則為輸電線路內(nèi)部故障；否則，判定為外部故障或正常運(yùn)行狀態(tài)；
[0012](5)若步驟(4)的判定結(jié)果為輸電線路內(nèi)部故障，則輸出繼電器跳閘信號(hào)，若判定為外部故障或系統(tǒng)正常運(yùn)行狀態(tài)，則重復(fù)步驟(I)?(4)，對(duì)最新采集得到的三相電流采樣值進(jìn)行計(jì)算和故障判定。
[0013]其中步驟(2)中三相差動(dòng)電流Idiff4l和制動(dòng)電流Ires4l的瞬時(shí)值的計(jì)算，具體按以下步驟實(shí)施:
【權(quán)利要求】
1.基于高階累積量的輸電線路差動(dòng)保護(hù)方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)設(shè)被保護(hù)的電力系統(tǒng)輸電線路的兩側(cè)分別為S側(cè)和M側(cè)，并規(guī)定電流從母線流入線路為正方向，實(shí)時(shí)采集兩端的三相電流信號(hào)IS4>、IM，其中$代表A，B，C三相； (2)根據(jù)兩端電流信號(hào)的采樣值，分別計(jì)算三相線路的差動(dòng)電流和制動(dòng)電流； (3)對(duì)步驟(2)中計(jì)算得到的差動(dòng)電流和制動(dòng)電流，分別計(jì)算三相線路的差動(dòng)電流的三階累積量、歸一化累積量和制動(dòng)電流的三階累積量； (4)根據(jù)步驟(3)中計(jì)算得到的累積量，進(jìn)行故障的判定，如滿足判據(jù)，則為輸電線路內(nèi)部故障；否則，判定為外部故障或正常運(yùn)行狀態(tài)； (5)若步驟(4)的判定結(jié)果為輸電線路內(nèi)部故障，則輸出繼電器跳閘信號(hào)，若判定為外部故障或系統(tǒng)正常運(yùn)行狀態(tài)，則重復(fù)步驟(I)?(4)，對(duì)最新采集得到的三相電流采樣值進(jìn)行計(jì)算和故障判定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于高階累積量的輸電線路差動(dòng)保護(hù)方法，其特征在于，其中步驟(2)中三相差動(dòng)電流Idiff4l和制動(dòng)電流Ires4l的瞬時(shí)值的計(jì)算，具體按以下步驟實(shí)施:
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于高階累積量的輸電線路差動(dòng)保護(hù)方法，其特征在于，步驟(3)中所述的差動(dòng)電流的三階累積量匕_、歸一化三階累積量:和制動(dòng)電流的三階累積量 ,的計(jì)算，具體按以下步驟實(shí)施: 對(duì)采集得到的相電流采樣值數(shù)據(jù)lx(k)，k=0，I,…，N-1}，以當(dāng)前采樣點(diǎn)k向前取長(zhǎng)度為M的數(shù)據(jù)窗口，計(jì)算其均值可幻估計(jì)序列
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于高階累積量的輸電線路差動(dòng)保護(hù)方法，其特征在于，步驟(4)中所述的差動(dòng)保護(hù)判據(jù)如下:
【文檔編號(hào)】H02H7/26GK103427405SQ201310359763
【公開(kāi)日】2013年12月4日 申請(qǐng)日期:2013年8月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月16日
【發(fā)明者】吳青華, 張祿亮, 李夢(mèng)詩(shī), 季天瑤 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)