[發(fā)明專(zhuān)利]故障方向檢測(cè)方法、裝置、繼電器和計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710501965.2
• 申請(qǐng)日: 2017-06-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107390084B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 董新洲;雷傲宇;施慎行
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01R31/08
• 分類(lèi)號(hào): G01R31/08
• 代理公司: 北京友聯(lián)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11343
• 代理人: 尚志峰;汪海屏

本發(fā)明提供了一種故障方向檢測(cè)方法、裝置、繼電器和計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其中，故障方向檢測(cè)方法包括：在開(kāi)啟繼電保護(hù)時(shí)，同步采集故障線路的故障電壓數(shù)據(jù)與故障電流數(shù)據(jù)；根據(jù)故障電壓數(shù)據(jù)確定線模電壓故障分量，以及根據(jù)故障電流數(shù)據(jù)確定線模電流故障分量；對(duì)線模電壓故障分量與線模電流故障分量執(zhí)行相關(guān)性計(jì)算，以得到特性相關(guān)系數(shù)；根據(jù)特性相關(guān)系數(shù)，確定線路故障的故障方向。通過(guò)本發(fā)明技術(shù)方案，在電壓的過(guò)零點(diǎn)附近出現(xiàn)故障時(shí)也能夠靈敏地判斷出故障方向，動(dòng)作速度在幾個(gè)毫秒以內(nèi)，并且能夠不受高壓輸電線路中普遍采用的電容式電壓互感器的有限頻帶影響，從而提高了故障方向檢測(cè)的可靠性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種高壓輸電線路的行波故障方向檢測(cè)方法、一種高壓輸電線路的行波故障方向檢測(cè)裝置、一種行波方向繼電器和一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)

隨著我國(guó)電力需求的持續(xù)增長(zhǎng)，逐漸形成由超特高壓線路與高壓電網(wǎng)連接的互聯(lián)電網(wǎng)格局，其中，超特高壓線路作為電網(wǎng)傳輸能量的主動(dòng)脈，需要快速、可靠、靈敏以及有選擇的繼電保護(hù)保證整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

在相關(guān)技術(shù)中，由于超特高壓輸電線路具有輸電距離長(zhǎng)，分布電容大，接地電阻大，故障暫態(tài)長(zhǎng)，故障電流大，電流互感器飽和嚴(yán)重等問(wèn)題，并且還需要大量使用補(bǔ)償裝置，給傳統(tǒng)工頻量保護(hù)造成巨大挑戰(zhàn)，而由于行波方向比較式縱聯(lián)保護(hù)具有動(dòng)作迅速、靈敏，具有全線速動(dòng)、通信量小、不需要同步對(duì)時(shí)等優(yōu)點(diǎn)，是針對(duì)高壓輸電線路解決上述問(wèn)題的重要選項(xiàng)之一，而由于行波方向繼電器是行波方向比較式縱聯(lián)保護(hù)的核心，其性能很大程度上決定了整個(gè)保護(hù)的性能。

目前，行波方向繼電器可以分為極性比較式、幅值比較式、波阻抗式，其基本原理都是高速采集故障電壓和電流信號(hào)，捕捉故障行波波頭，利用故障電壓行波波頭和故障電流行波波頭構(gòu)成方向判據(jù)，判斷出故障方向，隨著高速數(shù)據(jù)采集技術(shù)、大容量存儲(chǔ)技術(shù)和高速數(shù)據(jù)處理技術(shù)的飛速發(fā)展，以及小波變換、希爾伯特黃變換、S變換和數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)等提取故障行波的數(shù)學(xué)方法的提出，行波方向繼電器在硬件技術(shù)和軟件算法上可靠性足夠，但在實(shí)際應(yīng)用中仍然具有可靠性不足的缺陷，主要包括：

(1)在故障發(fā)生在電壓過(guò)零點(diǎn)時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生明顯的故障行波，導(dǎo)致無(wú)法捕捉故障行波的波頭。

(2)高壓輸電線線路普遍使用的電容式電壓互感器帶寬有限，無(wú)法有效地傳變高頻暫態(tài)行波，導(dǎo)致無(wú)法捕捉故障電壓行波。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明正是基于上述技術(shù)問(wèn)題至少之一，提出了一種新的高壓輸電線路的行波故障方向檢測(cè)方案，通過(guò)在開(kāi)啟繼電保護(hù)時(shí)，同步采集故障線路的故障電壓數(shù)據(jù)與故障電流數(shù)據(jù)，根據(jù)故障電壓數(shù)據(jù)確定線模電壓故障分量，以及根據(jù)故障電流數(shù)據(jù)確定線模電流故障分量，通過(guò)對(duì)線模電壓故障分量與線模電流故障分量執(zhí)行相關(guān)性計(jì)算，可以得到特性相關(guān)系數(shù)，根據(jù)特性相關(guān)系數(shù)，確定線路故障的故障方向，與現(xiàn)有技術(shù)中的行波方向繼電器采集初始行波波頭判斷故障方向的方案相比，保證動(dòng)作速度在幾個(gè)毫秒以內(nèi)的基礎(chǔ)上，在電壓的過(guò)零點(diǎn)附近出現(xiàn)故障時(shí)也能夠靈敏地判斷出故障方向，并且能夠不受高壓輸電線路中普遍采用的電容式電壓互感器的有限頻帶影響，從而提高了故障方向檢測(cè)的可靠性。

有鑒于此，本發(fā)明提出了一種高壓輸電線路的行波故障方向檢測(cè)方法，包括：在開(kāi)啟繼電保護(hù)時(shí)，同步采集故障線路的故障電壓數(shù)據(jù)與故障電流數(shù)據(jù)；根據(jù)故障電壓數(shù)據(jù)確定線模電壓故障分量，以及根據(jù)故障電流數(shù)據(jù)確定線模電流故障分量；對(duì)線模電壓故障分量與線模電流故障分量執(zhí)行相關(guān)性計(jì)算，以得到特性相關(guān)系數(shù)；根據(jù)特性相關(guān)系數(shù)，確定線路故障的故障方向。