一種基于單側(cè)電流的半波長線路自由波能量保護(hù)方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提供一種基于單側(cè)電流的半波長線路自由波能量保護(hù)方法，通過保護(hù)測(cè)量點(diǎn)對(duì)電流進(jìn)行采樣及計(jì)算，得到電流采樣值的變化量，啟動(dòng)元件及將自由波能量保護(hù)段包括速動(dòng)段、基本段及靈敏段，速動(dòng)段、基本段及靈敏段作為動(dòng)作判據(jù)對(duì)半波長線路自由波能量進(jìn)行保護(hù)。本發(fā)明專利技術(shù)提出的基于自由波能量的半波長線路保護(hù)方法降低了采樣的數(shù)量要求，同時(shí)解決了受電容式電壓互感器影響的問題；其準(zhǔn)確、高效且可靠，兼顧了對(duì)半波長線路保護(hù)動(dòng)作可靠性和靈敏性，保證了半波長線路的安全可靠的運(yùn)行。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)設(shè)及電力系統(tǒng)繼電保護(hù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種基于單側(cè)電流的半波長線路自 由波能量保護(hù)方法。
技術(shù)介紹
在全球能源互聯(lián)網(wǎng)概念的框架體系下，半波輸電作為一種交流遠(yuǎn)距離輸電技術(shù)越 來越受到關(guān)注。半波輸電就是指輸電線路長度為電磁波在半個(gè)周期內(nèi)傳輸?shù)木嚯x(頻率為 50HZ時(shí)，對(duì)應(yīng)長度為3000公里）。對(duì)于半波長輸電線路，由于線路的長度遠(yuǎn)大于常規(guī)輸電距 離，因此，其電磁波的波動(dòng)特征表現(xiàn)明顯。從而導(dǎo)致對(duì)于半波長線路的正常運(yùn)行和故障電氣 特征與常規(guī)中短距離輸電線路不同。常規(guī)線路保護(hù)已無法適應(yīng)半波長線路的特點(diǎn)和運(yùn)行要 求。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)半波長線路的保護(hù)，需要結(jié)合其故障電氣特征，探討新的保護(hù)方案和方法。 自由波是半波長輸電系統(tǒng)的故障暫態(tài)過程中的自由分量。在半波長線路區(qū)內(nèi)、外 發(fā)生故障時(shí)，自由波表現(xiàn)出截然不同的波形特征。本專利技術(shù)就是利用運(yùn)一特征提出的一種新 型半波長線路保護(hù)方法。現(xiàn)有的保護(hù)方案中，行波保護(hù)在直流輸是線路保護(hù)中應(yīng)用較為廣 泛。但是也存在一些弊端。如:所需采樣率極高，往往到幾百K赫茲;受電容式電壓互感器影 響；單端量行波保護(hù)不準(zhǔn)確等。因此，需要尋找的基于自由波的保護(hù)方法要克服W上缺點(diǎn)。 從而提升半波長輸電線路的安全性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
有鑒于此，本專利技術(shù)提供的， 該方法降低了采樣的數(shù)量要求，同時(shí)解決了受電容式電壓互感器影響的問題;其準(zhǔn)確、高效 且可靠，保證了半波長線路的安全可靠的運(yùn)行。 本專利技術(shù)的目的是通過W下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的： -種基于單側(cè)電流的半波長線路自由波能量保護(hù)方法，所述半波長線路上設(shè)有保 護(hù)測(cè)量點(diǎn)及啟動(dòng)元件;所述自由波能量設(shè)有=個(gè)保護(hù)段，所述保護(hù)段包括速動(dòng)段、基本段及 靈敏段;所述方法包括如下步驟： 步驟1.所述保護(hù)測(cè)量點(diǎn)對(duì)電流進(jìn)行采樣及計(jì)算，得到電流采樣值的變化量；[000引步驟2.啟動(dòng)元件發(fā)生動(dòng)作，確定半波長線路故障的發(fā)生時(shí)間； 步驟3.在所述速動(dòng)段內(nèi)計(jì)算所述電流采樣值的變化量，得到自由波能量;判斷所 述速動(dòng)段是否動(dòng)作； 若是，則所述速動(dòng)段保護(hù)動(dòng)作； 若否，則進(jìn)入步驟4; 步驟4.在所述基本段內(nèi)計(jì)算所述電流采樣值，得到自由波能量;判斷所述基本段 是否動(dòng)作； 若是，則所述基本段保護(hù)動(dòng)作； 若否，則進(jìn)入步驟5; 步驟5.根據(jù)故障位置及允許命令判斷所述靈敏段是否動(dòng)作； 若是，則所述靈敏段保護(hù)動(dòng)作； 若否，則返回步驟1。 優(yōu)選的，所述步驟1包括： 1-1.所述保護(hù)測(cè)量點(diǎn)對(duì)故障發(fā)生前一周波的電流值及當(dāng)前的電流值分別進(jìn)行采 樣，得到各相電流的故障前采樣值及當(dāng)前采樣值;其中，采樣率為每一周波取48個(gè)采樣點(diǎn)； 1-2.根據(jù)電流的故障前采樣值及當(dāng)前采樣值，計(jì)算得到電流采樣值的變化量。優(yōu)選的，所述步驟2包括： 所述啟動(dòng)元件發(fā)生動(dòng)作，確定半波長線路故障的發(fā)生時(shí)間t: a/.(〇 = a/'U'')+a';(0+a卽） … < (1) 式（1)中，fset為動(dòng)作定值，且 fset = 0.化 A2, AiA(t)、A iB(t)及 Aic(t)分別為A、B、 C=相電流的突變量；A f(t)為=相電流突變量平方和的變化量。 優(yōu)選的，所述步驟3包括： 3-1.所述啟動(dòng)元件動(dòng)作的第-2到22個(gè)采樣點(diǎn)，逐點(diǎn)采用半波傅氏濾序窗口，計(jì)算 S相電流變化量A iA(t)、A iB(t)、A ic(t)的零序及負(fù)序變化量相量；并計(jì)算得到a/o + a/化、a/〇 + a/化、+ 的值;其中，之啊、4陰及4|。]分別 為A、B、C相電流的故障后向量值；及心。2分別為A、B、C相的負(fù)序電流的變化量相 量值； 3-2.將A、B、C相零序及負(fù)序相量和還原為A、B、C相的零序及負(fù)序和的采樣值A(chǔ)iA〇2 (t)、A iB〇2(t)、A ic〇2(t); 3-3.濾除采樣值變化量中的零負(fù)序，得到濾除零序及負(fù)序后的電流變化量采樣值 iA(t)、iB(t)及ic(t): iA(t) = A A iA〇2(t) iB(t) = A A iB〇2(t) (2) ic(t) = A ic(t)-A ic〇2(t)[003引式(2)中，AiA(t)、AiB(t)及Aic(t)分別為A、B、討目電流由于故障引起的t時(shí)刻的 電流采樣值變化量； 3-4.構(gòu)造平方和函數(shù)f(t):[003引 (3)： 對(duì)平方和函數(shù)差分后取絕對(duì)值，得到I壯(t) I ; 對(duì)I壯(t) I進(jìn)行積分，得到自由波能量值； 3-5.判斷所述自由波能量下式(4)是否成立： 客 ) > 250 + 2. 5 max 化(叫 / 二'{-?'21} (4) 均 化1 式(4)中，i為采樣點(diǎn)；I為積分區(qū)間； 若式(4)不成立，則進(jìn)入步驟4; 若式(4)成立，則進(jìn)入3-6; 3-6.在第22個(gè)采樣點(diǎn)后，用全波傅立葉數(shù)據(jù)窗進(jìn)行濾序；同時(shí)將式(4)變換為下式 (5)，并判斷式(5)是否成立： 之泌的 > 150+'左 max 化（f) / = {-2,，4哥 巧） 式(5)中，-2~45共48個(gè)采樣點(diǎn)逐點(diǎn)按照0.05的步長降低k值，k的初值為5; 若式(5)不成立，則進(jìn)入步驟4; 若式(5)成立，則所述速動(dòng)段保護(hù)動(dòng)作。[004引優(yōu)選的，所述步驟4包括： 4-1.采用全波傅氏濾序窗口，計(jì)算S相電流變化量A iA(t)、A iB(t)、A ic(t)的零 序及負(fù)序變化量相量；并計(jì)算得到+ A/,;、A/。+ A/g;、A/。+ A心，的值；其中， ^分別為A、B、討目電流的故障后向量值；Alj。、么與2及分別為A、B、討目 的負(fù)序電流的變化量相量值； 4-2.將A、B、C相零序及負(fù)序相量和還原為A、B、C相的零序及負(fù)序和的采樣值A(chǔ)iA〇2 (t)、A iB〇2(t)、A ic〇2(t); 4-3.濾除采樣值變化量中的零負(fù)序，根據(jù)式(2)得到濾除零序及負(fù)序后的電流變 化量采樣值iA(t)、iB(t)及ie(t); 4-4.根據(jù)式(3)構(gòu)造平方和函數(shù)f(t)，對(duì)平方和函數(shù)差分后取絕對(duì)值，得到I壯(t) ;對(duì)I壯(t)階行積分，得到自由波能量值； 4-5.判斷所述自由波能量下式(6)是否成立： 式（6)中，I = {4，...，45} J= {46,…，57} 若式(6)不成立，則進(jìn)入步驟4; 若式(6)成立，則所述基本段保護(hù)動(dòng)作。[005引優(yōu)選的，所述步驟5包括： 根據(jù)故障位置及允許命令，判斷所述靈敏段的判據(jù)公式(7)是否成立： S 化村 > S + 2 max (6// 仁）./ 二耗，…，例 餅 i居./ '料 式(7)中，L為積分區(qū)間下限，H為積分區(qū)間上限； 若接收到所述允許命令且故障位置的估算結(jié)果大于2000km時(shí)，則所述靈敏段保護(hù) 動(dòng)作，且積分區(qū)間I取-2~45采樣點(diǎn)； 若接收到所述允許命令且故障位置估算結(jié)果位于{(1500-1 )，…，（1500+1)} 1 < 500km范圍內(nèi)時(shí)，則所述靈敏段保護(hù)動(dòng)作，且積分區(qū)間I取-2~45采樣點(diǎn)； 若接收到所述允許命令且故障位置估算結(jié)果位于{a,…，（1500-1)}，l< 500km，a < 1 0 0 km范圍內(nèi)時(shí)，則所述靈敏段保護(hù)動(dòng)作，且積分區(qū)間I為L~H，其中， 當(dāng)未接到所述允許命令或故障位置估算結(jié)果為{0，???，〇}，a < 100km范圍內(nèi)時(shí)，閉 鎖保護(hù)，返回步驟1。 從上述的技術(shù)方案可W本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種基于單側(cè)電流的半波長線路自由波能量保護(hù)方法，其特征在于，所述半波長線路上設(shè)有保護(hù)測(cè)量點(diǎn)及啟動(dòng)元件；所述自由波能量設(shè)有三個(gè)保護(hù)段，所述保護(hù)段包括速動(dòng)段、基本段及靈敏段；所述方法包括如下步驟：步驟1.所述保護(hù)測(cè)量點(diǎn)對(duì)電流進(jìn)行采樣及計(jì)算，得到電流采樣值的變化量；步驟2.啟動(dòng)元件發(fā)生動(dòng)作，確定半波長線路故障的發(fā)生時(shí)間；步驟3.在所述速動(dòng)段內(nèi)計(jì)算所述電流采樣值的變化量，得到自由波能量；判斷所述速動(dòng)段是否動(dòng)作；若是，則所述速動(dòng)段保護(hù)動(dòng)作；若否，則進(jìn)入步驟4；步驟4.在所述基本段內(nèi)計(jì)算所述電流采樣值，得到自由波能量；判斷所述基本段是否動(dòng)作；若是，則所述基本段保護(hù)動(dòng)作；若否，則進(jìn)入步驟5；步驟5.根據(jù)故障位置及允許命令判斷所述靈敏段是否動(dòng)作；若是，則所述靈敏段保護(hù)動(dòng)作；若否，則返回步驟1。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：柳煥章，周澤昕，杜丁香，郭雅蓉，李肖，梁旭明，王德林，王興國，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國電力科學(xué)研究院，國家電網(wǎng)公司，華中電網(wǎng)有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：北京;11