[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

本發(fā)明屬于高壓直流輸電技術領域，具體涉及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。所述方法包括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；2)構造判據特征量r：根據步驟1)得到的構造的中間量，將b個相關系數累加，兩次累加范圍不重疊；3)判據設置：對于r值設置3種動作判據；4)判據整定：對判據設置中涉及的定值進行整定計算；5)閉鎖判據。

技術領域

本發(fā)明屬于高壓直流輸電技術領域，具體涉及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。

背景技術

特高壓直流(UHVDC)輸電線路往往在1000km以上，沿線氣候/地形復雜，線路故障概率增大，其繼電保護系統(tǒng)的作用越顯重要。UHVDC線路保護的經典方案是行波保護為主保護，微分欠壓保護、縱聯(lián)差動保護為后備保護，橫差保護為金屬回線運行方式下投入的后備保護。其中，縱聯(lián)差動保護的定位是保護全線的高阻接地故障。實際中，縱聯(lián)差動保護需要躲避因區(qū)外故障和直流控制系統(tǒng)調控引起的電流波動，動作延時可能達1.1s；定值需要躲過區(qū)外故障情況下的不平衡電流，帶較高過渡電阻能力有限；此外，僅基于線路兩端電氣量“差值”特征進行判斷，易受故障過渡電阻、補償參數計算誤差等因素的影響。UHVDC線路縱聯(lián)類保護目前的研究熱點是結合時頻分析、行波分析及特定頻率分量。如基于S變換的高壓直流線路縱聯(lián)保護方法，利用S變換構造電壓電流相角差，縱聯(lián)兩端判別方向結果判斷故障位置，無需設置延時、耐受過渡電阻能力較強，但計算量大。通過比較線路兩端電流故障分量的前向行波與反向行波的極性和相位，區(qū)分區(qū)內外故障，或利用故障發(fā)生后一段時間內線路兩端反行波幅值積分的比值來識別區(qū)內故障。這類保護無需設置延時，但信道要求高計算前向、反向行波的過程復雜。

相關性分析在UHVDC線路保護中也有應用，例如通過計算線路兩端行波波形的相關系數，判斷故障是否發(fā)生在區(qū)內。計算實測電壓與通過電感元件性能方程得到計算電壓的相關系數，判斷區(qū)內、外故障。利用正極和負極暫態(tài)電壓分別與+800和-800kV的相關系數，構造雷擊干擾識別判據。這些方法要么計算電壓或電流的某一分量的相關系數(如行波、暫態(tài)電壓)，要么結合元件性能方程，未見基于兩端電流量相關性分析的故障識別方法。

發(fā)明內容

1)保護動作量的構造，

本發(fā)明將UHVDC線路高阻故障劃分為3個階段：

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。

縱聯(lián)差動保護為防止誤動于區(qū)外故障遇到電流波動即閉鎖一段時間，往往在階段二、階段三才起動并按一定延時出口，導致快速性差。輸電線路的整流側稱為首端，逆變側稱為末端。階段一極電流波動較劇烈，電流變化幅度受過渡電阻影響較大。若設定電流定值，則不能有效保護高阻故障。但是變量變化的幅度不影響相關系數計算結果，可利用相關系數提取極電流波動趨勢信息。以變化是否同步為標準，可以把兩端電流劃分為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。本發(fā)明分析正常運行及區(qū)內、外故障情況下，兩端電流的相關性以及同步、反同步変化成分的產生原因。

本發(fā)明的技術方案是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，包括以下步驟：

1)構造中間量：