[发明专利]用于故障检测的方法、系统和设备

说明书

本发明公开了一种用于电力传输系统的线路保护中的故障检测的方法、系统和设备。该方法包括以下步骤：获得电气线路上的测量点处的电压的采样值，在该测量点处安装有用于该线路保护的保护装置(110)；获得该测量点处的电流的采样值(120)；通过使用根据用于该电气线路的时域集总参数模型的测量微分方程，从该测量点处的电压的采样值和该测量点处的电流的采样值中计算由保护装置的操作标准指定的瞬时测量点电压值(130)；通过使用根据该电气线路的时域集总参数模型的比较微分方程，从该测量点处的电压的采样值和该测量点处的电流的采样值中计算由保护装置的操作标准指定的瞬时比较电压值(140)；以及基于该瞬时测量点电压值和该瞬时比较电压值的比较结果来执行该故障检测(150)。本发明将距离继电器转换为电压比较的格式，使用微分方程代替矢量来计算电压，并且比较计算得到的电压的幅度。本发明设计了一种时域距离保护，该时域距离保护具有较强的抵抗DC分量和谐波的能力，该谐波包括高频谐波和低频谐波。

技术领域

本申请公开了一种用于电力传输系统的线路保护中的故障检测的方法、系统和设备。

背景技术

距离保护是线路保护技术中的一种，该距离保护可以确定故障点与安装有保护装置的点之间的距离、以及基于确定的距离进行动作的时间。由于技术和业务原因，距离保护是特高压/超高压(EHV/UHV)传输线路系统的最重要的保护之一。对于线路距离保护，快速操作是最重要的特征之一并且也是客户的最重要的需求之一。故障检测是用于线路距离保护的关键技术，因为故障检测是触发距离保护的主要标准。

然而，由于谐波，现有技术的距离保护可能会发生误操作。

例如，关于四边形类型(quadrilateral type)，通常通过以下方程来计算阻抗

关于姆欧类型(Mho type)，相应的方程可以被表示为：

为了实施这两种类型，首先计算矢量和然后计算阻抗Z或者角度并且随后确定阻抗Z或者角度是否满足距离继电器的操作标准。

通常，使用傅里叶算法来计算矢量。

然而，当故障发生在线路中时，存在大量高频分量和衰变DC分量，并且计算得到的矢量的准确度受到影响。特别是当距离继电器用于串联补偿线路时，除了高频分量和DC分量之外，还存在给距离保护带来严重问题的低频分量。由于低频分量，距离保护可能会超出范围(overreach)。

图12示出了当外部故障发生在并联线路中并且这两条线路都是串联补偿线路时的仿真。仿真结果表明现有技术的距离保护可能因为外部故障而超出范围。

发明内容

因此，本发明的一个方面提供了一种用于电力传输系统的线路保护中的故障检测的方法，该方法包括以下步骤：

获得电气线路上的测量点处的电压的采样值，在该测量点处安装有用于线路保护的保护装置；

获得测量点处的电流的采样值；

通过使用根据用于电气线路的时域集总参数模型的测量微分方程，从测量点处的电压的采样值和测量点处的电流的采样值中计算由保护装置的操作标准指定的瞬时测量点电压值；

通过使用根据用于电气线路的时域集总参数模型的比较微分方程，从测量点处的电压的采样值和测量点处的电流的采样值中计算由保护装置的操作标准指定的瞬时比较电压值；以及

基于瞬时测量点电压值和瞬时比较电压值的比较结果来执行故障检测。

优选地：

瞬时测量点电压值通过以下方程来计算：