[发明专利]基于高通滤波的输电线路行波保护

说明书

提供了一种输电线路的行波保护机构。一种方法包括对输电线路的电流测量和/或电压测量执行高通滤波，以便检测该电流测量和/或电压测量中由故障引起的高频分量。该方法包括将该高通滤波的结果作为输入提供给执行行波检测的跳闸判定器。

技术领域

本文提出的实施例涉及输电线路的行波保护，并且特别地，涉及用于输电线路的行波保护的方法和装置。

背景技术

考虑到区域电力系统具有强健的内部输电系统，该强健的内部输电系统在相对较弱的联锁电力网上将电力传输给另一强健的区域系统。这样的区域电力系统在扰动期间可能遇到稳定性的问题，诸如短路、发电损失、负载损失、联锁电力网之一的损失或它们的任何组合。这些问题的解决方案的普遍实践是包括更多的联锁电力网、提升电压到更高的电压水平(例如超高压(EHV)水平或特高压(UHV)水平)，或者两者同时进行。另一种提高电力系统稳定性的途径是采用操作速度快的保护继电器。

行波保护是用于超高速保护的一种途径。行波保护有不同的类型，例如，基于方向比较的行波纵联保护、行波电流差动保护、基于距离测量的行波保护等。

方向纵联保护是行波保护的最实用和最可靠的解决方案之一。它只需要小带宽的通道以在输电线路端点处的端子之间传输二进制信息。它可以基于本地测量来检测故障方向，即使在通信错误的情况下，这也可以阻止在反方向上的外部故障的误跳闸。

一种行波保护机构是用于美国Bonneville的500kV输电线路的RALDA。该行波保护机构的特性例如在美国专利US3878460(A)中被公开。US3878460(A)涉及一种用于从测量点检测故障方向的装置。简而言之，在RALDA中，将本地电压和本地电流前的第一波的极性进行比较。如果它们的极性是相同的，那么检测到反向故障。如果它们的极性是彼此相反的，那么检测到正向故障。在端子处的保护继电器将会把故障方向传输给其他终端。如果两个方向都是正向方向，那么意味着发生了内部故障。否则，意味着发生了外部故障。

然而，诸如RALDA的行波保护机构的安全性可能会受到谐波的影响。在一些情况下，谐波可能导致在被保护线路两侧处的正向故障的错误检测，并且由此，可能根据方向纵联保护原理而最终导致误跳闸。因此，仍然需要输电线路的改进保护。

发明内容

本文的实施例的目的是提供一种输电线路的高效保护。

本文公开的实施例的发明人已经发现，基于行波保护机构的RALDA的一个问题涉及谐波。更详细地说，低通滤波器和一些带阻滤波器在RALDA中被使用以对行波分量滤波。带有越来越多的FACTS(柔性交流输电系统)、HVDC(高压直流)和其他谐波源的现代电力系统中，谐波是复杂的并且谐波可能是次谐波。通过预设带阻滤波器来消除所有的谐波是不可能的，或者至少是繁琐的。因此，在RALDA中谐波可能被视为行波，在这种“错误的”行波指示来自输电线路两端端子的错误的正向故障方向时，在一些情况下可能导致误操作。

本文公开的实施例的发明人已经发现，由谐波和故障引起的扰动具有不同的频谱特征。通常，故障引起的干扰波的频谱包括大量的高频分量。但是电力系统中典型谐波的频谱并不包括这种高频分量。这种差异可以用来区分故障和谐波，并且用来阻止潜在的误跳闸。

根据第一方面，提出了一种用于输电线路的行波保护的方法。该方法包括对输电线路的电流测量和/或电压测量执行高通滤波，以便检测该电流测量和/或电压测量的由故障引起的高频分量。该方法包括将该高通滤波的结果作为输入提供给执行行波保护的跳闸判定器。

有利地，这提供了对潜在的误跳闸的阻止，该误跳闸可能由电流测量和/或电压测量中的谐波引起。

有利地，这实现了安全的行波保护。