[發明專利]一種利用方向行波特定短窗積分值的線路合閘到故障識別方法

有效

• 申請號: 201410467991.4
• 申請日: 2015-01-09
• 公開（公告）號: CN104459458B
• 公開（公告）日: 2017-09-12
• 發明（設計）人: 束洪春;楊競及;高利;呂蕾
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種利用方向行波特定短窗積分值的線路合閘到故障識別方法，屬于電力系統繼電保護技術領域。

背景技術

行波特征分析是行波測距與行波保護的基礎，對提出新的行波測距與保護方法有著重要的指導作用。國內知名學者對行波的特性進行了研究，并在此基礎上提出了新的行波測距與保護原理。但這些行波特性分析與保護原理主要針對正常運行線路中發生故障的情況，當進行合閘操作時這些保護將會出現不能正確動作的情況，因此還需要進一步研究合閘到故障的識別方法。早期采用行波極性比較式方向保護進行合閘于故障線路的識別，方法類似于一種簡單的行波測距，出現了對線路末端附近故障難以識別、正反向行波在非對稱故障情況下出現的極性相同問題、以及沒有考慮斷路器不同期合閘等問題。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提出一種利用方向行波短窗積分值的線路合閘到故障識別元件判別方法，用以提高單相重合閘線路的供電可靠性和系統并列運行的穩定性。

本發明的技術方案是：一種利用方向行波特定短窗積分值的線路合閘到故障識別方法，當輸電線路發生單相接地故障時，采用單相重合閘，利用量測端獲得的合閘線模電流行波和合閘線模電壓行波構造正向電流行波和反向電流行波，分別求取正向行波和反向行波的絕對值，并計算合閘后2τ_min～4τ_min時窗內正、反向行波絕對值的積分值之比來構建合閘到故障識別判據；若積分值之比小于設定的門檻值k，則判為合閘到無故障線路；若積分值之比大于k則判為合閘到故障。

具體步驟為：

(1)被保護線路發生單相接地故障后，斷開故障相，此時由被保護線路量測端M端故障相的斷路器執行合閘操作，被保護線路另一端N端斷路器處于斷開狀態，由量測端M獲得三相電流行波與電壓行波，將三相電壓和三相電流行波分別利用式(1)、(2)進行相模變換，提取三個線模電壓分量Δu_α、Δu_β和Δu_γ和電流分量Δi_α、Δi_β和Δi_γ：

式(1)中，Δu_A、Δu_B和Δu_C分別為三相電壓，式(2)中Δi_A、Δi_B和Δi_C分別為三相電流；

(2)從Δu_α、Δu_β、Δu_γ和Δi_α、Δi_β、Δi_γ中選取含故障相的線模電壓Δu_m和線模電流Δi_m，利用(3)、(4)式構造正向電流行波和反向電流行波

式(3)和式(4)中，n表示采樣點，下標m＝α或β或γ，表示選取的模量；

(3)提取特征量：分別計算合閘后正向電流行波絕對值和反向電流行波絕對值，得到和

(4)利用式(5)、(6)分別計算合閘后2τ_min～4τ_min(τ_min為行波在最短健全線路全長傳播一次所用的時間，此處τ_min＝l_min/v)時窗內正向電流行波絕對值和反向電流行波絕對值的積分值S⁺和S^-：

式(5)和(6)中t₀＝2τ_min；

(5)根據式(7)求取正、反向電流行波絕對值積分的比值λ_∑：

λ_∑＝S⁺/S^－ (7)

根據積分比值λ_∑的大小進行合閘到故障的判別：

若λ_∑小于設定的門檻值k，則判為合閘到無故障線路；

若λ_∑大于或者等于k，則判為合閘到故障。

利用PSCAD電磁暫態仿真軟件，沿被保護線路MN每隔Nkm設置一個故障點進行全線遍歷，根據計算得到的積分比值λ_∑沿線分布規律，對門檻值k進行整定取值。