[发明专利]基于过渡电阻与故障初始角的输电线路暂态保护方法

说明书

本发明公开了一种基于过渡电阻与故障初始角的输电线路暂态保护方法，将暂态量按过渡电阻与故障角进行归算，利用归算后的暂态量构造保护判据，最大程度地消除这两者对保护的影响，大幅提高保护的可靠性和灵敏度。本发明方法可靠性高、灵敏度高、速度快。

技术领域

本发明涉及电网输电线路保护领域，特别是一种基于过渡电阻与故障初始角的输电线路暂态保护方法。

背景技术

目前在电力系统中广泛采用基于故障工频量变化特征的保护方案，整套保护的动作速度不够快(一般需要20～40ms)，同时基于工频电气量变化的保护受到高压输电线路分布电容电流的影响、电流互感器饱和、电力系统振荡和过渡电阻等因素的影响。随着电力系统规模的日益扩大，要求继电保护切除故障的时间更短。20世纪80年代提出的基于线路故障产生的行波的保护具有超高速动作特性，并且不受电流互感器饱和、电力系统振荡等影响。因此，自从基于故障暂态行波的保护被提出以来，行波保护受到广大电网继电保护工作者与学者关注。

为此，近二十年来，人们一直在致力于寻找一种具有高可靠性的基于行波的暂态保护方法，例如将各种数字信号处理方法，比如将小波分析、人工神经网络、数学形态学、应到暂态保护中，或将多种信号处理方法组合应用到暂态保护中，以期达到较好的效果。中国文献“基于贝瑞隆模型的特高压线路单端暂态电流保护”(中国电机工程学报Vol.30 No.16Jun.5，2010)利用输电线路的故障电流行波传播过程中，故障初始行波方向与故障方向有关，测量点处第1个行波突变时间间隔与故障距离有关，故障点处在故障行波的母线反射波返回前非故障相中相故障电流为0且故障相的故障电流为故障支路电流的1/2，利用贝瑞隆模型将单端电气量归算到特定位置并对比归算前后的暂态电流来构成保护。中国发明专利公开说明书CN 102122815 A(高压输电线路超高速行波保护纵联方法、装置和系统)公开了一种基于行波的方向纵联保护方法，包括分别获取高压输电线路的第一侧的电流故障初始行波的波头极性和电压故障行波中工频分量的初始极性，以及分别获取高压输电线路的第二侧的电流故障初始行波的波头极性和电压故障行波中工频分量的初始极性；将本侧的电流故障初始行波的波头极性和电压故障行波中的工频分量的初始极性进行比较，以确定本侧的故障方向信息，比较两侧之间的故障方向信息，判断故障区域。但是这些暂态保护方法，都没有考虑故障时的过渡电阻与故障初始角对行波的影响，因此存在着可靠性不高的问题，同时这种保护同传统保护一样，一套保护装置只能保护一条线路。中国发明专利CN2013100656942(基于过渡电阻与故障角归算输电线路自适应单端暂态保护)公开了一种按过渡电阻与故障角的输电线路暂态保护方法，但其给出的归算公式不能适应输电线路故障所有高频分量处理量的归算，归算精度也有待进一步提高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对上述现有技术的不足，提供一种基于过渡电阻与故障初始角的输电线路暂态保护方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种基于过渡电阻与故障初始角的输电线路暂态保护方法，包括以下步骤：

1)在被保护线路一端采集输电线路故障电流i或电压u，经模数转换将模拟故障电流信号i或电压u转换为数字电流信号I或数字电压信号U；I或U为被保护线路A相电流或电压、B相电流或电压、C相电流或电压中的任一相，或者为A、B、C相电流或A、B、C相电压经相模变换后的模电流或模电压中的一个模分量；

2)提取上述数字电流信号I或数字电压信号U的高频分量I_h或U_h；或者提取上述数字电流信号I或数字电压信号U的两个不同频带的暂态电流高频分量I_h1、I_h2或U_h1、U_h2，且I_h2的频率高于I_h1的频率，U_h2的频率高于U_h1的频率；