[发明专利]基于测量波阻抗的直流输电线路故障方向识别方法

说明书

本发明公开了一种基于测量波阻抗的高压直流输电线路故障方向识别方法，包括以下步骤：采集直流输电系统中正极线路和负极线路整流侧的电压和电流；根据步骤A的电压和电流计算正极线路和负极线路整流侧的电压突变量和电流突变量；将每一级线路的电压突变量和电流突变量转换为相应的线模电压分量和线模电流分量；将步骤C中的线模电压分量和线模电流分量进行离散S变换，得到相应的某一频率的电压分量和电流分量随时间变化的分布；根据电压分量和电流分量随时间变化的分布提取初始电压行波和电流行波的幅值，计算直流线路整流侧的测量波阻抗值；根据直流线路测量波阻抗值与方向判据整定值比较对正、反方向故障进行识别。

技术领域

本发明涉及高压直流线路故障识别领域，具体涉及一种基于测量波阻抗的直流输电线路故障方向识别方法。

背景技术

直流线路保护用于在直流线路发生故障后快速准确地识别和清除故障。对线路故障的准确识别是线路保护正确动作的前提。目前，直流线路的主保护是行波保护、电压突变量保护、低电压保护、直流线路差动保护构成。为了保证保护的可靠性，在实际的直流工程控保系统中，常常增加故障方向判据，用于判断故障发生在线路正方向或反方向，利用故障特征量和故障方向，综合对故障进行识别。与此同时，诸多学者针对直流输电线路保护做了很多探索与研究，提出了一种基于线路边界对高频信号的衰减特性的保护原理，简称为直流线路边界保护原理。该保护原理通过对高频信号能量大小的判断识别区内外故障。但是，对能量大小进行明确的区分较为不易，缺乏明确判据整定原则。同时，随着直流输电线路的加长，线路本身对能量的衰减作用更加明显，可能会出区内远端故障时高频能量小于区外故障的情况，引起保护的拒动。如果能准确判断故障方向，将有助于提高直流线路边界保护的动作可靠性。但目前实际工程中所用的方向判据为电流方向判据，通过判断电流上升或下降来识别故障方向，该原理容易受到控制系统作用的影响，引起保护误动。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题提供一种基于测量波阻抗的直流输电线路故障方向识别方法。

本发明通过下述技术方案实现：

基于测量波阻抗的直流输电线路故障方向识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤A、采集直流输电系统中正极线路和负极线路整流侧的电压和电流；

步骤B、根据步骤A的电压和电流计算正极线路和负极线路整流侧的电压突变量和电流突变量；

步骤C、将每一级线路的电压突变量和电流突变量转换为相应的线模电压分量和线模电流分量；

步骤D、将步骤C中的线模电压分量和线模电流分量进行离散S变换，得到相应的某一频率的电压分量和电流分量随时间变化的分布；

步骤E、根据电压分量和电流分量随时间变化的分布提取初始电压行波和电流行波的幅值，计算直流线路整流侧的测量波阻抗值；

步骤F、根据直流线路整流侧的测量波阻抗值与方向判据整定值比较对正、反方向故障进行识别。

进一步地，作为优选方案，所述步骤B中计算正极线路和负极线路整流侧两端的电压突变量Δu_Rp和电流突变量Δi_Rp的具体方法为：

Δu_Rp＝u_Rp(N)-u_Rp(N-n)；

Δi_Rp＝i_Rp(N)-i_Rp(N-n)；