[發(fā)明專利]一種基于暫態(tài)能量的半波長輸電線路保護(hù)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811029179.8
• 申請日: 2018-09-05
• 公開（公告）號: CN109066614B
• 公開（公告）日: 2020-02-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 束洪春;琚夏陽;韓一鳴;達(dá)惠
• 申請（專利權(quán)）人: 昆明理工大學(xué)
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26;H02J3/00;G01R31/08
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• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及一種基于暫態(tài)能量的半波長輸電線路保護(hù)方法，屬電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域。在檢測到故障時(shí)，通過首末兩端檢測到的暫態(tài)電氣量計(jì)算電壓、電流突變量，通過暫態(tài)電壓、電流突變量的乘積計(jì)算瞬時(shí)功率，并通過瞬時(shí)功率的積分求取暫態(tài)能量，以暫態(tài)能量的極性其構(gòu)造區(qū)內(nèi)、外故障判據(jù)，無論故障點(diǎn)位于線路何處該方法均可可靠實(shí)現(xiàn)區(qū)內(nèi)、外故障辨識，此外暫態(tài)能量極性不受故障角、過渡電阻改變而改變極性，因此暫態(tài)能量保護(hù)法適用于半波長輸電線路。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于暫態(tài)能量的半波長輸電線路保護(hù)方法，屬于電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

半波長交流輸電是指輸電距離接近半個工頻波長的超遠(yuǎn)距離交流輸電技術(shù)，在工頻50HZ時(shí)，輸電距離約為3000km，半波長輸電技術(shù)是由蘇聯(lián)學(xué)者在20世紀(jì)40年代提出的，由于當(dāng)時(shí)沒有實(shí)際工程需求，且其關(guān)鍵技術(shù)未突破，半波長輸電技術(shù)雖可用于能源基地與負(fù)荷中心之間遠(yuǎn)距離、大規(guī)模、大容量的電力輸送難題，但迄今為止尚無半波長輸電網(wǎng)絡(luò)投入運(yùn)行。半波長交流輸電技術(shù)作為大容量、遠(yuǎn)距離交流輸電方式，其優(yōu)勢是：①全線無功自平衡，無需安裝無功補(bǔ)償設(shè)備；②電壓穩(wěn)定性好，全線穩(wěn)態(tài)均壓1p.u；③從功率傳輸?shù)慕嵌榷裕涞刃щ姎饩嚯x為0，理論上輸電能力無窮大；④經(jīng)濟(jì)特性優(yōu)異，相較于UHVDC，半波長交流輸電技術(shù)利用純交流系統(tǒng)的自然特性，無需額外運(yùn)行控制設(shè)備。目前，半波長領(lǐng)域相關(guān)基礎(chǔ)課題研究已納入中國國家電網(wǎng)公司的戰(zhàn)略發(fā)展規(guī)劃，并受到廣泛關(guān)注。

半波長線路故障時(shí)線路的電壓電流特征與普通線路完全不同，而且分布電容大，容易受分布電容的影響，所以傳統(tǒng)的保護(hù)原理不適用于半波長線路。對于距離保護(hù)，半波長線路測量阻抗隨故障點(diǎn)位置非線性變化，線路的空間距離與電氣距離不再呈線性關(guān)系，無法區(qū)分線路首端及正向出口故障，存在嚴(yán)重的正向超越，距離保護(hù)不再適用。現(xiàn)有文獻(xiàn)提出了一種半波長線路伴隨阻抗保護(hù)。該保護(hù)利用線路兩側(cè)保護(hù)安裝處的電氣量推導(dǎo)出故障點(diǎn)補(bǔ)償電壓和電流，利用補(bǔ)償電壓和電流構(gòu)建伴隨阻抗。該方法用到了線路兩側(cè)的電氣量，需依賴通道。另一現(xiàn)有文獻(xiàn)提出了一種改進(jìn)的距離保護(hù)方法，重新組合了電壓電流分量，測量阻抗為雙曲實(shí)數(shù)函數(shù)，在半波長輸電范圍內(nèi)單調(diào)變化。但是該距離保護(hù)僅適用于相間故障。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種基于暫態(tài)能量的半波長輸電線路保護(hù)方法，用以解決上述問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種基于暫態(tài)能量的半波長輸電線路保護(hù)方法，在檢測到故障時(shí)，通過首端檢測到的暫態(tài)電氣量計(jì)算電壓突變量、電流突變量，通過暫態(tài)電壓、電流突變量的乘積計(jì)算瞬時(shí)功率，并通過瞬時(shí)功率的積分求取暫態(tài)能量，規(guī)定電流正方向?yàn)槟妇€指向線路的方向，當(dāng)M側(cè)正方向故障時(shí)，以暫態(tài)能量的極性來構(gòu)造區(qū)內(nèi)、外故障判據(jù)，對區(qū)內(nèi)、外故障進(jìn)行判別。

具體步驟為：

(1)通過檢測電壓故障分量和線路電流故障分量檢出輸電線路發(fā)生故障，為輸電線路三相的編號；

(2)提取輸電線路故障發(fā)生后線路電壓故障分量和線路電流故障分量為輸電線路三相的編號；

(3)計(jì)算故障分量系統(tǒng)功率P(t)：

P(t)＝Δu_a×Δi_a+Δu_b×Δi_b+Δu_c×Δi_c

a、b、c為輸電線路三相的編號；

(4)功率在一定時(shí)間段上積分或求和即可得到暫態(tài)能量：

式中t表示故障后某一時(shí)刻，0表示故障時(shí)刻；

(5)規(guī)定電流正方向?yàn)槟妇€指向線路的方向，當(dāng)線路MN段發(fā)生故障時(shí)，此時(shí)：

E_M(t)＝-E_PM(t)