[发明专利]基于电子式互感器微分输出的故障测距与距离保护方法

说明书

技术领域

本发明是一种基于电子式互感器微分输出的故障测距与距离保护方法，属于电力系统继电保护领域。

背景技术

随着电力工业的发展，所需的电力传输容量不断提高，运行电压等级也越来越高。传统的电磁式互感器由于铁芯饱和、剩磁、铁磁谐振等固有问题越来越难以满足电力系统日益发展的需要。应用电子式互感器将彻底解决这些难题，电子式互感器具有传统互感器的全部功能，并且具有不受饱和及铁磁谐振影响，绝缘性能好，频带宽、动态范围大，体积小、重量轻，适应数字化保护发展等诸多优点，这些特点无疑将大大改善继电保护的性能。

随着现代电力系统的日益复杂，高压输电线路的准确故障测距显得尤为重要。准确的故障定位能够减轻巡线人员的工作量，减少经济损失。此外，如果故障测距能够实时在线完成且精度足够高，那么它本身就可以作为新一代超高速距离保护的原理，从而对提高系统稳定性、保证系统安全运行有重要的意义。距离保护的阻抗算法有很多，如傅立叶算法、最小二乘方算法、基于线路模型的解微分方程算法等。这些算法都有各自的优缺点和适用条件。

早期行波测距式距离保护的主要不足之处在于：①没有指出正方向区外故障时保护误动的问题；②采用相关算法提取与初始正向行波对应的反向行波误差较大，距离计算精度不高；③由于相关算法的实质是比较两波形的相似性，因而受线路参数的影响较大，当线路为有损或接地电阻较大时，V-、V+波形的相关性降低；④灵敏度不高，要求V-和V+信号有足够的能量，以保证能被正确检测。

公开专利201110132226.3是基于行波保护的算法。它所做的改进是针对电子式互感器微分输出的改进，但行波保护固有的上述问题它仍然无法避免。只能用一些其他的附加方法继续改进，但仍没有一个完美的方法出现，因此至今还没有在实际中成功应用。它的主要优势在于动作速度，但容易误动。

另外，基于Rogowski线圈的电子式电流互感器和基于阻容分压原理的电子式电压互感器的输出信号皆是被测信号的微分。因此，在传统的电子式互感器与保护接口方案中，需要在数据采集电路中加入相应的积分环节，而积分过程需要一定的数据窗长度，这将导致一定的时间延时和相位偏移，进而限制了保护的动作速度，并且降低了可靠性。

发明内容

本发明提供一种基于电子式互感器微分输出的故障测距与距离保护方法，它基于电子式互感器的信号传变特点，直接利用电子式互感器的微分输出实时测量线路阻抗，实现基于电子式互感器的准确故障测距及更快速的距离保护功能，本方法是对传统R-L模型算法的改进，它所做的改进也是针对电子式互感器微分输出的改进。相对于行波保护，可靠性更好，不会存在行波保护的上述问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于电子式互感器微分输出的故障测距与距离保护方法，该方法的实现步骤如下：

步骤1：首先用低通滤波器将输电线路分布电容产生的高频分量滤除，把输电线路等效为电阻与电感的串联模型即R-L模型，其中R代表电阻，L代表电感；

步骤2：检测输电线路保护安装处的电流，根据测得的电流中是否含有零序分量，来判定是接地短路还是相间短路；如是接地短路，则转入步骤3继续执行；如是相间短路，则转入步骤4继续执行；

步骤3：进行零序电流补偿：对于单相接地故障，等效测量电压、测量电流为：