[發(fā)明專利]基于電流特征量的特高壓直流輸電線路故障識別方法

有效

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• 申請日: 2017-07-10
• 公開（公告）號: CN107179482B
• 公開（公告）日: 2019-05-28
• 發(fā)明（設計）人: 戴志輝;嚴思齊;朱惠君;蘇懷波
• 申請（專利權）人: 華北電力大學（保定）
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 張文寶

1.一種基于電流特征量的特高壓直流輸電線路故障識別方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)構造中間量：將兩端電流求和并除以2，部分抵消反同步變化成分，放大同步變化成分；將兩端電流作差并除以2，部分抵消同步變化成分，放大反同步變化成分；兩端電流取標幺值，構造中間量如式(1)：

式中：i₁(t)、i₂(t)分別為t時刻線路首、末端測量電流的標幺值，s₀、s₁是構造的中間量，s₀主要反映兩端電流反同步變化成分，因正常運行時線路存在對地電容，造成首端電流略大于末端電流，s₀接近0但大于0，s₁主要反映兩端電流同步變化成分，正常運行時接近1；

每產生a個s₀、s₁計算一次相關系數(shù)，兩次計算使用的數(shù)據(jù)不重復，t時刻最新產生的a個s₀、s₁組成的數(shù)組記為S₀(t)、S₁(t)；

式中：Ts為兩端電流的采樣周期；

2)構造判據(jù)特征量r：根據(jù)步驟1)得到的構造的中間量，將b個相關系數(shù)累加，兩次累加范圍不重疊，表示為：

式中：T_s為兩端電流的采樣周期；r(T)為T時刻保護動作量；D(x)表示數(shù)組x的方差；E(x)表示數(shù)組x的期望；a、b的取值保證r有合適的值域和正常運行時r的范圍穩(wěn)定；

3)判據(jù)設置：對于r值設置3種動作判據(jù)：

4)判據(jù)整定：對判據(jù)設置中涉及的定值進行整定計算；

5)閉鎖判據(jù)；

步驟1)中所說的“同步變化成分和反同步變化成分”，以變化是否同步為標準，把兩端電流劃分為3種組成成分：變化趨勢相同的成分稱為同步變化成分；變化趨勢相反的稱為反同步變化成分；非上述兩種成分的稱為不相關成分；

步驟3)中所述的3種動作判據(jù)包括：

1)r波動次數(shù)判據(jù)：定值包括判斷波動定值dz₁₁和波動次數(shù)定值dz₁₂，相繼產生的2個判據(jù)特征量若1個小于dz₁₁另1個大于dz₁₁記為波動1次，在0.4s內波動次數(shù)達到或超過dz₁₂，認為發(fā)生區(qū)內故障；

2)r平均值判據(jù)1：針對故障階段三；定值包括穩(wěn)定段判定定值dz₂₁，平均值低定值dz₂₂，平均值高定值dz₂₃，計算最近產生的10個判據(jù)特征量的極差，每產生1個r計算1次；極差若小于dz₂₁則計算這10個判據(jù)特征量的平均值，若平均值位于dz₂₂和dz₂₃之間，認為發(fā)生區(qū)內故障；

3)r平均值判據(jù)2：針對階段一和二，定值包括波動段判定定值dz₃₁，平均值低定值dz₃₂，平均值高定值dz₃₃；計算最近產生的10個判據(jù)特征量的極差，每產生1個r計算1次，極差若大于dz₃₁則計算這10個判據(jù)特征量的平均值，若平均值位于dz₃₂和dz₃₃之間，認為發(fā)生區(qū)內故障；

所述三個階段的定義如下：

從故障發(fā)生到線路末端電壓恢復正常值的時段稱為階段一，此階段電流波動較劇烈；

從階段一結束到電流被限制在預設值的時段稱為階段二，此階段電流波動較少向預設值變化；

階段二之后的時段稱為階段三，此階段故障線路電壓接近正常值、電流低于正常值。