[发明专利]一种基于正序电流故障分量的输电线路故障检测方法

说明书

本发明公开提供了一种基于正序电流故障分量的输电线路故障检测方法。本发明将任意时刻的正序电流减去该时刻六个周波前的正序电流，得到线路的正序电流故障分量。构造某线路两侧正序电流故障分量的矢量和的模值与矢量差的模值的比值，作为线路的故障判断量，给出其计算式。由该式可推断出故障线路的故障判断量大于1，其值与过渡电阻无关。如果线路的故障判断量大于1，则判断该线路故障。在电网发生振荡时，建立求解故障点位置的方程，求解出故障点位置a，当a在0与1之间，辅助判断线路故障。本发明能够准确地判断出线路的各种类型故障，不受故障位置、故障类型、过渡电阻的影响，在非全相运行、负荷潮流转移时也能够检测出故障线路。

技术领域

本发明涉及一种电网广域后备保护技术领域。

背景技术

纵联差动保护作为线路主保护，具有原理简单、不受系统运行方式影响等优点，被广泛使用。但是传统的差动保护依靠躲过外部短路时最大不平衡电流和最大负荷电流的经验值进行整定，负荷电流、过渡电阻、潮流转移等降低差动保护在区内故障的灵敏性，可能引发保护拒动。学者研究了从最初的分相电流差动发展到零序电流分量、故障分量作为输入量的一些差动保护算法。

李捷,苗世洪,刘沛,林湘宁.基于分相有功功率差动原理的线路高阻接地保护判据[J].电网技术,2011,35(08):197-201.通过分析有功差动原理的电压死区问题及其分相使用中的特殊性，提出基于分相有功功率差动的线路高阻接地故障保护方案。通过3段判据，提高了该原理对各类故障的适用性。

孔令号,焦彦军,戴志辉.基于灰色关联度的站域保护原理[J].电网技术,2014,38(08):2274-2279.提出基于灰色关联度的保护算法及基于此算法的站域保护原理。该保护算法舍弃基波相量体系，通过对波形的灰色关联分析识别故障，不受CT饱和影响，不要求CT变比必须一致。

发明专利“基于故障分量的广域后备保护方法”根据网络的拓扑结构和配置情况，划分保护关联域。根据开关变位信息实时更新保护关联域。故障发生时，实时计算该关联域内的故障关联因子，确定故障支路。

上述文献尤其是基于灰色关联度的站域保护原理需要精确的时间同步，并且所提方法的故障判断量在经不同过渡电阻接地的情况下会发生变化，还会受到过渡电阻的影响。本发明的故障判断量的大小不受过渡电阻影响，对时间同步性要求不高。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于正序电流故障分量的输电线路故障检测方法，它能有效地解决由负荷电流、过渡电阻、潮流转移等降低差动保护在区内故障的灵敏性，可能引发保护拒动的问题，能够在各种故障情况下准确检测故障线路。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种基于正序电流故障分量的输电线路故障检测方法，其步骤包括：

步骤一、将输电线路发生故障时刻线路单端的正序电流值减去该时刻六个周波前的正序电流值得到的变量，作为线路单端的正序电流故障分量

步骤二、对于发生故障的输电线路，构造该线路两侧的正序电流故障分量的矢量和的模值与矢量差的模值的比值，作为线路的故障判断量d；

给出故障判断量d的计算式：其中，和分别为母线i、j处的正序电流故障分量；由该式推断出故障线路的故障判断量大于1，并确定故障判断量d的阈值；

步骤三、在电网发生振荡时，建立求解故障点位置a的公式：利用线路两侧的正序电流故障分量和线路阻抗Z、线路两侧的“系统等效阻抗”Z_i和Z_j，计算出故障点位置a，如果a位于0,1之间，则判断该线路故障；

步骤四、通过上述基于故障判断量d和故障点位置a作为故障线路的两个判据，来判断线路故障。

所述给出线路的故障判断量d的计算式，同时需证明其值大于1，据此设置故障判断量阈值；