[发明专利]远距离特高压交流输电线路故障判别方法

摘要

一种远距离特高压交流输电线路故障判别方法。首先采集特高压交流输电线路两端保护安装处各个采样时刻的电压、电流行波分量，计及线路损耗的影响，利用各采样时刻行波电气量通过预测算法计算特高压交流输电线路一端的电流行波分量，然后利用特高压交流输电线路沿线分布电容电流作为制动电流，利用计算得到的特高压交流输电线路一端的电流行波分量与采样得到的该端电流行波分量的矢量和作为差动电流，分相构成特高压交流输电线路主保护。本发明方法无需通过插值运算求取各采样时刻的电流行波分量，减少了电流行波保护运算量，提高了电流行波差动保护动作速度，适用于不同运行环境和线路参数的特高压交流输电线路继电保护。

主权项

远距离特高压交流输电线路故障判别方法，其特征在于，包括如下依序步骤：(1)利用位于特高压交流输电线路两端的m变电站保护安装处和n变电站保护安装处的各采样时刻的行波电气量计算t采样时刻的m变电站保护安装处的0、α、β模电流行波分量i′_m0(t)、i′_mα(t)、i′_mβ(t)：$\begin{array}{c}{i}_{m0}^{\′}\left(t\right)=\frac{u_{m0}\left(t\right)(1-\cos \left(\mathrm{\ω}{\mathrm{\τ}}_0\right))-u_{m0}(t-\frac{T}{4})\sin \left(\mathrm{\ω}{\mathrm{\τ}}_0\right)}{(Z_{c0}+\frac{R_0}{4})(1+\cos \left(\mathrm{\ω}{\mathrm{\τ}}_0\right))}-\frac{i_{m0}(t-\frac{T}{4})\sin \left(\mathrm{\ω}{\mathrm{\τ}}_0\right)}{1+\cos \left(\mathrm{\ω}{\mathrm{\τ}}_0\right)}\\ -i_{n0}\left(t\right)-\frac{i_{n0}(t-\frac{T}{4})\sin \left(\mathrm{\ω}{\mathrm{\τ}}_0\right)}{1+\cos \left(\mathrm{\ω}{\mathrm{\τ}}_0\right)}+\frac{u_{n0}\left(t\right)(1-\cos \left(\mathrm{\ω}{\mathrm{\τ}}_0\right))-u_{n0}(t-\frac{T}{4})\sin \left(\mathrm{\ω}{\mathrm{\τ}}_0\right)}{(Z_{c0}+\frac{R_0}{4})(1+\cos \left(\mathrm{\ω}{\mathrm{\τ}}_0\right))}\end{array}$$\begin{array}{c}{i}_{\mathrm{m\α}}^{\′}\left(t\right)=\frac{u_{\mathrm{m\α}}\left(t\right)(1-\cos \left(\mathrm{\ω}{\mathrm{\τ}}_{\mathrm{\α}}\right))-u_{\mathrm{m\α}}(t-\frac{T}{4})\sin \left(\mathrm{\ω}{\mathrm{\τ}}_{\mathrm{\α}}\right)}{(Z_{\mathrm{c\α}}+\frac{R_{\mathrm{\α}}}{4})(1+\cos \left(\mathrm{\ω}{\mathrm{\τ}}_{\mathrm{\α}}\right))}-\frac{i_{\mathrm{m\α}}(t-\frac{T}{4})\sin \left(\mathrm{\ω}{\mathrm{\τ}}_{\mathrm{\α}}\right)}{1+\cos \left(\mathrm{\ω}{\mathrm{\τ}}_{\mathrm{\α}}\right)}\\ -i_{\mathrm{n\α}}\left(t\right)-\frac{i_{\mathrm{n\α}}(t-\frac{T}{4})\sin \left(\mathrm{\ω}{\mathrm{\τ}}_{\mathrm{\α}}\right)}{1+\cos \left(\mathrm{\ω}{\mathrm{\τ}}_{\mathrm{\α}}\right)}+\frac{u_{\mathrm{n\α}}\left(t\right)(1-\cos \left(\mathrm{\ω}{\mathrm{\τ}}_{\mathrm{\α}}\right))-u_{\mathrm{n\α}}(t-\frac{T}{4})\sin \left(\mathrm{\ω}{\mathrm{\τ}}_{\mathrm{\α}}\right)}{(Z_{\mathrm{c\α}}+\frac{R_{\mathrm{\α}}}{4})(1+\cos \left(\mathrm{\ω}{\mathrm{\τ}}_{\mathrm{\α}}\right))}\end{array}$$\begin{array}{c}{i}_{\mathrm{m\β}}^{\′}\left(t\right)=\frac{u_{\mathrm{m\β}}\left(t\right)(1-\cos \left(\mathrm{\ω}{\mathrm{\τ}}_{\mathrm{\β}}\right))-u_{\mathrm{m\β}}(t-\frac{T}{4})\sin \left(\mathrm{\ω}{\mathrm{\τ}}_{\mathrm{\β}}\right)}{(Z_{\mathrm{c\β}}+\frac{R_{\mathrm{\β}}}{4})(1+\cos \left(\mathrm{\ω}{\mathrm{\τ}}_{\mathrm{\β}}\right))}-\frac{i_{\mathrm{m\β}}(t-\frac{T}{4})\sin \left(\mathrm{\ω}{\mathrm{\τ}}_{\mathrm{\β}}\right)}{1+\cos \left(\mathrm{\ω}{\mathrm{\τ}}_{\mathrm{\β}}\right)}\\ -i_{\mathrm{n\β}}\left(t\right)-\frac{i_{\mathrm{n\β}}(t-\frac{T}{4})\sin \left(\mathrm{\ω}{\mathrm{\τ}}_{\mathrm{\β}}\right)}{1+\cos \left(\mathrm{\ω}{\mathrm{\τ}}_{\mathrm{\β}}\right)}+\frac{u_{\mathrm{n\β}}\left(t\right)(1-\cos \left(\mathrm{\ω}{\mathrm{\τ}}_{\mathrm{\β}}\right))-u_{\mathrm{n\β}}(t-\frac{T}{4})\sin \left(\mathrm{\ω}{\mathrm{\τ}}_{\mathrm{\β}}\right)}{(Z_{\mathrm{c\β}}+\frac{R_{\mathrm{\β}}}{4})(1+\cos \left(\mathrm{\ω}{\mathrm{\τ}}_{\mathrm{\β}}\right))}\end{array}$其中，t为采样时间；l为连接m变电站和n变电站的特高压交流输电线路长度；T为基频分量的周期时间；Z_c0、Z_cα、Z_cβ分别为特高压交流输电线路0、α、β模行波分量的特性阻抗；ν_c0、ν_cα、ν_cβ分别为特高压交流输电线路0、α、β模行波分量的传播速度；ω为电力系统角频率；R₀、R_α、R_β分别为特高压交流输电线路0、α、β模行波分量的电阻；u_m0(t)、u_mα(t)、u_mβ(t)分别为m变电站保护安装处的t采样时刻的0、α、β模的电压行波分量；u_n0(t)、u_nα(t)、u_nβ(t)分别为n变电站保护安装处的t采样时刻的0、α、β模的电压行波分量；i_n0(t)、i_nα(t)、i_nβ(t)分别为n变电站保护安装处的t采样时刻的0、α、β模的电流行波分量；分别为m变电站保护安装处的采样时刻的0、α、β模的电压行波分量；分别为n变电站保护安装处的采样时刻的0、α、β模的电压行波分量；分别为m变电站保护安装处的采样时刻的0、α、β模的电流行波分量；分别为n变电站保护安装处的采样时刻的0、α、β模的电流行波分量；(2)将i′_m0(t)、i′_mα(t)、i′_mβ(t)进行相模反变换得到t采样时刻的m变电站保护安装处的三相电流行波分量i′_mA(t)、i′_mB(t)、i′_mC(t)；对i′_mA(t)、i′_mB(t)、i′_mC(t)采用傅里叶算法计算m变电站保护安装处的t采样时刻的三相基频电流分量(3)对t采样时刻的m变电站保护安装处的三相实测的电流行波分量i_mA(t)、i_mB(t)、i_mC(t)采用傅里叶算法计算m变电站保护安装处的t采样时刻的三相实测的基频电流分量(4)对t采样时刻的n变电站保护安装处的三相实测的电流行波分量i_nA(t)、i_nB(t)、i_nC(t)采用傅里叶算法计算n变电站保护安装处的t采样时刻的三相实测的基频电流分量(5)判断t采样时刻的是否成立，若成立，则判断A相特高压交流输电线路发生故障，跳开A相特高压交流输电线路两端的断路器；(6)判断t采样时刻的是否成立，若成立，则判断B相特高压交流输电线路发生故障，跳开B相特高压交流输电线路两端的断路器；(7)判断t采样时刻的是否成立，若成立，则判断C相特高压交流输电线路发生故障，跳开C相特高压交流输电线路两端的断路器。