[發明專利]基于過渡電阻與故障初始角的輸電線路暫態保護方法

在審

• 申請號: 201410103127.6
• 申請日: 2014-03-13
• 公開（公告）號: CN104917159A
• 公開（公告）日: 2015-09-16
• 發明（設計）人: 郭振威;姚建剛;譚哲文
• 申請（專利權）人: 郭振威
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于過渡電阻與故障初始角的輸電線路暫態保護方法，該方法可以包括以下步驟：

不斷采集線路故障電流信號到保護裝置，經過模數轉換將模擬信號轉換為數字電流信號

從故障電流信號中提取高頻分量

對高頻分量進行處理得到高頻分量處理量

保護是否啟動的判斷

判斷故障類型與故障選相

依據高頻分量處理量構造故障特征量

將故障特征量按過渡電阻與故障初始角進行歸算

依據歸算后的故障特征量構造保護判據進行故障判斷

其特征在于：在依據故障特征量構造保護判據之前，先計算故障時的過渡電阻與故障初始角，對故障特征量按過渡電阻與故障初始角進行歸算，再根據歸算后的故障特征量構造保護判據進行故障判斷；或者在由高頻分量處理量構造故障特征量之前，先將高頻分量處理量按過渡電阻與故障初始角進行歸算，然后根據歸算后的高頻分量處理量構造故障特征量，進而再構造保護判據進行故障判斷；待歸算量按過渡電阻與故障初始角的歸算方法如下：

待歸算量V按過渡電阻與故障初始角進行歸算的公式為：

RV=1γ·V---(1)]]>

其中，待歸算量V可為故障特征量FF或高頻分量處理量P，歸算因子γ表達式可為下述公式(2)～(8)中之一，或者由多項式擬合等曲線擬合方法得到：

γ=(ea·Rf+c·eb·Rf)·(1+h·cos(d·θf+θ0))---(2)]]>

γ=(ea·Rf+c·eb·Rf)·interp1(xa,ya,θf,method′′)---(3)]]>

γ=(ea·Rf+c·eb·Rf)·method1(xa,ya,θf)---(4)]]>

γ＝interp1(xr，yr，R_f，′method′)·(d+cos(d·θ_f+θ0))????(5)

γ＝method1(x_r，y_r，R_f)·(1+cos(d·θ_f+θ₀))???(6)

γ＝interp1(xr,yr，R_f，method′)·interp1(xa,ya，θ_f，′nethod3′)???(7)

γ=method1(xr，yr，R_f)·method2(xa,ya，θ_f)???(8)

其中，R_f為過渡電阻，θ_f為故障初始角；a、b、c、d、h、θ₀為與故障類型有關的整定值，取值為實數；

mterp1為插值函數，method、method3為插值方法可選用'spline'、’pchip'、’cubic’、’nearst'、’linear’；method1、method2為插值函數可以選用'spline'、’pchip'；x_a為取值為[0°，360°]或表示為[0，2π]之間的角度向量，y_a為與x_a對應的故障特征量值向量；x_r為過渡電阻向量，y_r為與x_r對應的故障特征量值向量；

這樣的一種基于過渡電阻與故障初始角的輸電線路暫態保護方法，具體可以包括下述步驟：

步驟1：在被保護線路一端，不斷采集輸電線路故障電流i，經模數轉換將模擬信號轉換為數字信號，轉為數字信號后的電流仍然用i表示；電流i可為A相電流、B相電流、C相電流，也可為A、B、C相電流經相模變換后的模電流；

步驟2：從線路故障的暫態電流信號i中提取暫態高頻分量i_h；高頻：指是的相對于電力系統工頻而言，比工頻高的頻率；

步驟3：計算高頻分量i_h的高頻分量處理量P；高頻分量處理量是指高頻分量的能量、熵、信號復雜度、信號奇異度、模極大值、李氏指數、幅值積分、瞬時幅值、奇異值或其它高頻分量處理量，他們中的一種；其中熵包括能量熵或者稱能譜熵、奇異熵、時間熵、相對熵等；以下高頻分量處理量含義同此；

步驟4：保護是否啟動的判斷：判斷P是否滿足保護啟動條件：P>P_start或者P<-P_start，P_start為保護啟動整定值，取值為正實數；如果滿足表示有故障發生，則啟動保護，并轉入到下一步驟5；否則，表示無故障發生，轉入到步驟1；

步驟5：判斷故障類型與故障選相；

步驟6：計算過渡電阻與故障初始角：

步驟7：構建故障特征量：依據高頻分量處理量P構造故障特征量FF：

步驟8：故障特征量歸算：根據故障類型，對故障特征量FF按過渡電阻與故障初始角進行歸算，得到歸算后的故障特征量RFF：

步驟9：構造保護判據，進行故障判斷：依據歸算后故障特征量RFF構造保護判據，進行故障判斷，即判斷故障發生區域或故障發生方向；

上述步驟7、8可變換如下的步驟7’、8’：

步驟7’：根據故障類型，對高頻分量處理量P按過渡電阻與故障初始角進行歸算，得到歸算后的高頻分量處理量RP：

步驟8’：依據歸算后的高頻分量處理量RP構造歸算后故障特征量RFF：

上述步驟只利用一個頻帶暫態高頻信號如上所述構造故障判據，進行故障判斷，也可以對本方法作進一步改進，從被保護線路的故障電流中提取多個頻帶的暫態信號，每個頻帶的暫態信號分別按照如上所述方法構造判據，分別進行故障判別，這樣有多個判據同時對同一故障進行判斷，按照多數一致的表決機制進行判定故障，例如：如果這多個判據中的多數判據判斷該故障為區內故障，則最后判定為區內故障，如果這多個判據中的多數判據判斷該故障為區外故障，則最后判定為區外故障。