[发明专利]一种电力系统交流输电线路故障方向判断方法

说明书

(一)、技术领域

本发明涉及电力系统继电保护领域的一种故障方向判定方法，具体地说，是一种用于电力系统交流输电线路发生故障时，判断故障方向的方法。 

(二)、背景技术

方向元件在现代继电保护装置中占有重要的地位，在方向性过流保护、距离保护和纵联方向线路保护中，它都得到了广泛的应用。故障分量正序方向元件，利用故障分量正序电压和故障分量正序电流之间的角度，来判断故障方向，它可以全面适用于各种类型的故障，是方向元件的首选。但这种方法的缺陷在于，对于某些系统中的某些故障，保护装置测量到的故障分量正序电流较大，但故障分量正序电压较小，不能满足方向判别的要求，导致错误的结果。 

(三)、发明内容

本发明旨在提供一种电力系统交流输电线路故障方向判断方法，用以克服现有电线路故障方向判断方法的缺陷。所要解决的技术问题是，通过计算故障分量正序电抗，根据故障分量正序电抗与定值的比较结果，来判断故障分量。要求易于实现，灵敏度高，并不需要设置电压门槛。 

本发明所采用的技术方案如下： 

一种电力系统交流输电线路故障方向判断方法，其特征在于：在被保护线路段一侧设置保护装置， 

首先，保护装置采集本侧三相电压和电流值，计算本侧正序故障分量电压相量 正序故障分量电流相量 

其次，根据正序故障分量电压相量和电流相量，计算故障分量正序电抗X₁， 

X₁为正序故障分量电压和正序故障分量电流之间的比值的虚部，即 X1=Im(ΔU·1ΔI·1);]]>

最后，进行判定，如果X₁＜k_F×X_L1，X_L1为线路正序电抗，K_F为正向故障电抗可靠系数，且 I_set为电流定值，则确定为正向故障；如果X₁＞k_R×X_L1，X_L1为线路正序电抗，K_R为反向故障电抗可靠系数，且 则确定为反向故障。 

所述K_F的整定原则为：0.1≤K_F≤0.4；所述K_R的整定原则为：0.6≤K_R≤0.9；所述I_set的整定原则为：I_set＝(0.1～0.5)I_n，I_n是线路本侧电流互感器二次额定值。 

K_F优选为0.4；K_R优选为0.6；I_set优选为0.2I_n。 

其原理是：故障分量的计算采用故障后数据减去故障前数据的方法，将得到的故障分量数据，使用全周傅立叶算法，计算出故障分量相量。通过计算本侧正序故障分量电压相量 和正序故障分量电流相量 ，然后计算出故障分量正序阻抗 ，取其虚部，得到故障分量正序电抗， 根据故障分量正序电抗与定值的大小关系来区分故障方向。 

当线路上发生正向故障时，故障分量正序电抗等于背侧的系统电抗，极性为负，小于线路正序电抗。当线路上发生反向故障时，故障分量正序电抗等于线路和对侧系统的正序电抗之和，大于线路电抗。根据这个特点，可以判断故障方向。