[發明專利]輸電線路時域全波形保護裝置及其相突變量方向判斷方法

有效

• 申請號: 201810907107.2
• 申請日: 2018-08-09
• 公開（公告）號: CN109088402B
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 董新濤;李寶偉;李旭;李文正;倪傳坤;鄧茂軍;于同偉;姜自強;王東興;胡沙沙;都磊;郝慧貞;唐艷梅;趙劍松;陳繼瑞;牛強
• 申請（專利權）人: 國網遼寧省電力有限公司電力科學研究院;許繼集團有限公司;許繼電氣股份有限公司;許昌許繼軟件技術有限公司;國網遼寧省電力有限公司;國家電網有限公司
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 陳浩

本發明涉及電力系統故障判斷技術領域，特別是輸電線路時域全波形保護裝置及其相突變量方向判斷方法。根據保護安裝處三相電壓、電流的采樣值信息，計算故障發生后的n+1個采樣點的第一組零序電流瞬時值、各對應采樣點在設定周期前的第二組零序電流瞬時值及任一相的突變量相電壓以及對應相的突變量相電流；根據第一組零序電流瞬時值和第二組零序電流瞬時值得到各采樣點的突變量零序電流；根據突變量零序電流、突變量相電壓、突變量相電流、正序電抗以及正序電阻之間的約束關系得到正序電抗和正序電阻；當正序電抗和正序電阻均小于零，即該相發生了正向故障，解決了現有采用全波形距離保護技術對相間及非接地故障不適用導致判別不可靠的問題。

技術領域

本發明涉及電力系統故障判斷技術領域，特別是輸電線路時域全波形保護裝置及其相突變量方向判斷方法。

背景技術

隨著智能變電站的發展，光學電流互感器技術已得到了廣泛的應用，運行也越來越穩定，光學電流互感器解決了諸如磁飽和、絕緣、二次回路等諸多常規電磁式互感器無法解決的問題，在原理上能準確、迅捷地傳變一次電流全波形信息，促進全波形保護新原理和新技術研究和發展。

新能源發電、直流輸電在電力系統應用越來越多，使得電力系統電力電子化加劇，造成現代電力系統中短路故障特性以及直流輸電交流側短路故障特性與傳統交流同步電機電源系統的故障特性有本質區別，給傳統繼電保護裝置正常穩定工作帶來巨大挑戰。在含新能源或直流落點的交流線路發生短路故障時，其故障特征受新能源或直流換流閥的電力電子設備和控制系統的影響，導致故障特征復雜多樣，傳統的方向元件不能可靠的判別故障方向，難以適應電力系統的變化。

有中國專利公告號為CN102508098B的專利文獻公開了一種用于交直流混聯電網的快速零序方向元件判別方法，根據保護安裝處三相電壓、電流的采樣值計算零序電壓、電流的采樣值；建立基于零序電壓、零序電流瞬時采樣值的時域微分方程；利用時域微分方程及最小二乘法計算零序電阻、零序電感分量；將系統零序電阻、零序電感分量轉換到頻域，計算出工頻零序阻抗；根據零序阻抗在阻抗平面所在區域落在正方向或反方向動作區判別是否發生正向或反向接地故障；該方法不受低頻分量及分數次諧波及交直流混聯電網故障后正序、負序阻抗不相等的影響，保證了計算結果的可靠性，動作性能遠優于基于半周傅式算法及其各種工頻方向元件。但其基于零序的判別只能針對接地故障，對相間及非接地故障不適用；基于零序的方向元件能夠判斷發生了正方向接地故障，但無法定位故障相，而且容易導致同桿線路與另一回線的非接地故障產生。

發明內容

本發明的目的是提供輸電線路時域全波形保護裝置及其相突變量方向判斷方法，解決現有采用全波形距離保護技術對相間及非接地故障不適用導致判別不可靠的問題。

為了實現非接地故障的方向判別方法，并準確定位故障相，解決現有采用全波形距離保護技術對相間及非接地故障不適用導致判別不可靠的問題。本發明提供一種輸電線路時域全波形保護裝置相突變量方向判斷方法，包括以下步驟：

1)根據保護安裝處三相電壓、電流的采樣值信息，計算故障發生后的n+1個采樣點的第一組零序電流瞬時值、各對應采樣點在設定周期前的第二組零序電流瞬時值和各對應采樣點的任一相的突變量相電壓以及對應相的突變量相電流；

2)根據第一組零序電流瞬時值和第二組零序電流瞬時值得到各采樣點的突變量零序電流；

3)根據突變量零序電流、突變量相電壓、突變量相電流、正序電抗以及正序電阻之間的約束關系，建立n維方程組；

4)對該n維方程組進行求解得到正序電抗和正序電阻；

5)判斷正序電抗和正序電阻是否均小于零，若是，則對應相發生了正向故障。