[发明专利]基于电流特征量的特高压直流输电线路故障识别方法

摘要

本发明属于高压直流输电技术领域，具体涉及一种基于电流特征量的特高压直流输电线路故障识别方法。所述方法包括1)构造中间量：将两端电流求和并除以2，部分抵消反同步变化成分，放大同步变化成分；将两端电流作差并除以2，部分抵消同步变化成分，放大反同步变化成分；两端电流取标幺值；2)构造判据特征量r：根据步骤1)得到的构造的中间量，将b个相关系数累加，两次累加范围不重叠；3)判据设置：对于r值设置3种动作判据；4)判据整定：对判据设置中涉及的定值进行整定计算；5)闭锁判据。

主权项

1.一种基于电流特征量的特高压直流输电线路故障识别方法，其特征在于，包括以下步骤：1)构造中间量：将两端电流求和并除以2，部分抵消反同步变化成分，放大同步变化成分；将两端电流作差并除以2，部分抵消同步变化成分，放大反同步变化成分；两端电流取标幺值，构造中间量如式(1)：式中：i₁(t)、i₂(t)分别为t时刻线路首、末端测量电流的标幺值，s₀、s₁是构造的中间量，s₀主要反映两端电流反同步变化成分，因正常运行时线路存在对地电容，造成首端电流略大于末端电流，s₀接近0但大于0，s₁主要反映两端电流同步变化成分，正常运行时接近1；每产生a个s₀、s₁计算一次相关系数，两次计算使用的数据不重复，t时刻最新产生的a个s₀、s₁组成的数组记为S₀(t)、S₁(t)；式中：Ts为两端电流的采样周期；2)构造判据特征量r：根据步骤1)得到的构造的中间量，将b个相关系数累加，两次累加范围不重叠，表示为：式中：T_s为两端电流的采样周期；r(T)为T时刻保护动作量；D(x)表示数组x的方差；E(x)表示数组x的期望；a、b的取值保证r有合适的值域和正常运行时r的范围稳定；3)判据设置：对于r值设置3种动作判据：4)判据整定：对判据设置中涉及的定值进行整定计算；5)闭锁判据；步骤1)中所说的“同步变化成分和反同步变化成分”，以变化是否同步为标准，把两端电流划分为3种组成成分：变化趋势相同的成分称为同步变化成分；变化趋势相反的称为反同步变化成分；非上述两种成分的称为不相关成分；步骤3)中所述的3种动作判据包括：1)r波动次数判据：定值包括判断波动定值dz₁₁和波动次数定值dz₁₂，相继产生的2个判据特征量若1个小于dz₁₁另1个大于dz₁₁记为波动1次，在0.4s内波动次数达到或超过dz₁₂，认为发生区内故障；2)r平均值判据1：针对故障阶段三；定值包括稳定段判定定值dz₂₁，平均值低定值dz₂₂，平均值高定值dz₂₃，计算最近产生的10个判据特征量的极差，每产生1个r计算1次；极差若小于dz₂₁则计算这10个判据特征量的平均值，若平均值位于dz₂₂和dz₂₃之间，认为发生区内故障；3)r平均值判据2：针对阶段一和二，定值包括波动段判定定值dz₃₁，平均值低定值dz₃₂，平均值高定值dz₃₃；计算最近产生的10个判据特征量的极差，每产生1个r计算1次，极差若大于dz₃₁则计算这10个判据特征量的平均值，若平均值位于dz₃₂和dz₃₃之间，认为发生区内故障；所述三个阶段的定义如下：从故障发生到线路末端电压恢复正常值的时段称为阶段一，此阶段电流波动较剧烈；从阶段一结束到电流被限制在预设值的时段称为阶段二，此阶段电流波动较少向预设值变化；阶段二之后的时段称为阶段三，此阶段故障线路电压接近正常值、电流低于正常值。