[發明專利]半波長輸電線路單端量行波保護方法

有效

• 申請號: 201810064861.4
• 申請日: 2018-01-23
• 公開（公告）號: CN108365599B
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 宋國兵;張晨浩;王莉;樊占峰;陳哲鴻
• 申請（專利權）人: 西安交通大學;許繼集團有限公司;許昌許繼軟件技術有限公司
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 田洲

本發明公開一種半波長輸電線路單端量行波保護方法，首先通過理論分析和仿真得到故障點處行波為階躍信號，頻率含量豐富，輸電線路參數的頻變特性使得不同頻率分量在線路中傳播的速度不同，行波波前形狀發生畸變的結論；由此通過構造α模電流行波故障分量的相關系數形成半波長輸電線路單端量行波保護方法。本方法提取波前故障距離信息的同時具有高耐過渡電阻能力，保護范圍廣，較傳統斜率計算方法更可靠，不易受到雷擊等擾動影響。本方法利用的是單端量行波包含的故障信息，所利用的數據窗很短，無需通信，所以該方法將有很高的速動性，且不受線路分布參數特性影響。

技術領域

本發明屬于電力系統繼電保護領域，特別涉及一種半波長輸電線路單端量行波保護方法。

背景技術

全球能源互聯網的提出，對長距離交流輸電技術的發展提出了新的需求。在長距離輸電技術中，為了讓輸電線路橫跨洲際，半波長交流輸電技術有著很重要的意義。其傳輸系統的結構比其他任何可能的超遠距離交流或直流輸電系統都更為簡單，且相比于直流輸電技術，交流輸電設備的制造成本比直流換流設備更低，具有無需安裝無功補償裝置、電壓穩定性極好、兩端電源電氣距離短、經濟性高于EHVAC等眾多優點。

半波長輸電線路的現有的方案是電流差動保護，而電流差動保護的基本原理是基于基爾荷夫電流定律的，這需要在集總參數上才可以正確使用，而對于長達幾千公里的長距離輸電線路來說，在工頻50Hz下已不能當作集總電路，且由于線路分布電容大，存在適用性問題，并且半波長輸電適用于高電壓等級輸電，故障發生后對保護速動性有很高要求，縱聯保護需要通信動作速度較慢。因此有必要研究一種高速動性、不受線路分布參數影響的保護方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種半波長輸電線路單端量行波保護方法，以改善現有半波長保護的缺陷。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

半波長輸電線路單端量行波保護方法，包括以下步驟：

1)按式(1)測量并計算線路首端保護安裝處故障分量電流：

Δi_abc＝i_abc-i_abc0 (1)

其中，Δi_abc為相電流故障分量，i_abc為測量的相電流，i_abc0為一個周波前相電流；

2)按下式計算出故障分量模電流；

3)計算線路首端測得的故障分量α模電流行波斜率，表達式為：

其中，i_α為線路首端保護測得的故障分量α模電流采樣值，n為α模電流采樣點序號；k為線路故障分量α模電流斜率值；當滿足|k|≥k_set，保護啟動，計算接下來采樣點的斜率，當出現了第一個斜率的減小值時，將之前得到的最大斜率作為相關判別的起始點；

4)保護啟動后，對故障類型進行判別；確定了故障類型后，計算故障采樣數據與線路中點發生對應的金屬性故障時，故障分量α模電流行波采樣值之間的相關系數，表達式為：

式中T為保護判別所采用的數據長度，T_s為采樣步長，i_αsetk(j)為線路中點附近發生不同類型的金屬性故障時，故障分量α模電流行波波前T時間段內采樣值，為相關系數計算基準，k＝1,2,3，代表單相故障、兩相故障、三相故障；i_α(j)為保護測量的故障分量α模電流采樣值；