一種基于方向行波積分比較原理的三角形環(huán)網(wǎng)暫態(tài)量單元保護(hù)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于方向行波積分比較原理的三角形環(huán)網(wǎng)暫態(tài)量單元保護(hù)方法，屬電力系統(tǒng)繼電保護(hù)【技術(shù)領(lǐng)域】。將三角環(huán)網(wǎng)每條線路的方向縱聯(lián)保護(hù)看成一個(gè)被保護(hù)單元；故障發(fā)生后，利用固定時(shí)窗內(nèi)線路量測(cè)端的方向元件獲得的正向行波和反向行波幅值積分之比λ來(lái)判斷故障方向；若比值λ小于或者等于整定的門(mén)檻值λ∑set，則判為正方向故障，若比值λ大于門(mén)檻值λ∑set，則判為反方向故障。當(dāng)一條支路兩端方向元件均判定為正方向故障時(shí)，則判為故障位于該支路，說(shuō)明三角形環(huán)網(wǎng)保護(hù)區(qū)域內(nèi)部發(fā)生故障；否則，判定為三角形環(huán)網(wǎng)外部發(fā)生故障。大量仿真實(shí)驗(yàn)表明，本發(fā)明效果良好。
【專利說(shuō)明】
—種基于方向行波積分比較原理的三角形環(huán)網(wǎng)暫態(tài)量單元保護(hù)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于方向行波積分比較原理的三角形環(huán)網(wǎng)暫態(tài)量單元保護(hù)方法，屬于電力系統(tǒng)繼電保護(hù)【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著超高壓及特高壓輸電線路的不斷建設(shè)，大容量機(jī)組的陸續(xù)投運(yùn)，電網(wǎng)的互聯(lián)，這些都對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)提出了更高的要求，線路故障后，快速、可靠地清除故障是增強(qiáng)線路輸電能力和提高電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定性的有效措施。而傳統(tǒng)的基于工頻量的繼電保護(hù)已經(jīng)逐漸顯現(xiàn)出不能快速檢測(cè)出故障的弱勢(shì)。始于上世紀(jì)70年代的利用故障暫態(tài)產(chǎn)生的行波來(lái)檢測(cè)故障的行波保護(hù)，與基于工頻量的工頻量線路保護(hù)相比，由于其極快的故障檢測(cè)速度而備受人們關(guān)注。
[0003]由于三角環(huán)網(wǎng)的特殊結(jié)構(gòu)，故障初始行波會(huì)通過(guò)健全線路構(gòu)成的回路傳播至量測(cè)端，使得傳統(tǒng)的使用電流突變方向構(gòu)成的縱聯(lián)保護(hù)不再適用，而通過(guò)三角環(huán)網(wǎng)三條線路的方向縱聯(lián)保護(hù)構(gòu)成一個(gè)單元保護(hù)能很好解決上述問(wèn)題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是基于行波幅值比較式方向保護(hù)，利用正向行波和反向行波幅值之比來(lái)構(gòu)成判據(jù)，提出一種基于方向行波積分比較原理的三角形環(huán)網(wǎng)暫態(tài)量單元保護(hù)方法，克服傳統(tǒng)工頻量保護(hù)受線路分布電容，電流互感器飽和度影響的缺點(diǎn)。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種基于方向行波積分比較原理的三角形環(huán)網(wǎng)暫態(tài)量單元保護(hù)方法，將三角環(huán)網(wǎng)每條線路的方向縱聯(lián)保護(hù)設(shè)置為一個(gè)被保護(hù)單元；故障發(fā)生后，利用固定時(shí)窗內(nèi)線路量測(cè)端的方向元件獲得的正向行波和反向行波幅值積分之比λ來(lái)判斷故障方向；若比值λ小于或者等于整定的門(mén)濫值λ Σ set，則判為正方向故障，若比值λ大于門(mén)檻值λ ，則判為反方向故障；當(dāng)一條支路兩端方向元件均判定為正方向故障時(shí)，則判為故障位于該支路，判定三角形環(huán)網(wǎng)保護(hù)區(qū)域內(nèi)部發(fā)生故障；否則，判定為三角形環(huán)網(wǎng)外部發(fā)生故障。
[0006]具體步驟為:
[0007]A、將行波暫態(tài)信號(hào)的采樣率設(shè)置為20kHz，定義h為首波頭到達(dá)量測(cè)端的時(shí)刻，Imin為量測(cè)端最短的健全出線；三角環(huán)網(wǎng)線路中，定義三個(gè)端分別為M端、N端和Q端，M、N兩端的方向繼電器分別為札、民；隊(duì)0兩端的方向繼電器分別為1?3、1?4;0^兩端的方向繼電器分別為R5、R6;在、+21_八]時(shí)間內(nèi)，當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，三角形環(huán)網(wǎng)內(nèi)各端方向繼電器R1?R6分別根據(jù)式(I)和式(2)得到離散化的量測(cè)端正向和反向行波絕對(duì)值:
[0008]U+= (u (k)+Zci (k))/2 (I)
[0009]if = (u (k) -Zci (k)) /2 (2)
[0010]方向繼電器R1?R6分別根據(jù)式⑶和式⑷得到離散化的量測(cè)端正向和反向行波幅值積分值:
【權(quán)利要求】
1.一種基于方向行波積分比較原理的三角形環(huán)網(wǎng)暫態(tài)量單元保護(hù)方法，其特征在于:將三角環(huán)網(wǎng)每條線路的方向縱聯(lián)保護(hù)設(shè)置為一個(gè)被保護(hù)單元；故障發(fā)生后，利用固定時(shí)窗內(nèi)線路量測(cè)端的方向元件獲得的正向行波和反向行波幅值積分之比λ來(lái)判斷故障方向；若比值λ小于或者等于整定的門(mén)檻值λ ，則判為正方向故障，若比值λ大于門(mén)檻值λ ，則判為反方向故障；當(dāng)一條支路兩端方向元件均判定為正方向故障時(shí)，則判為故障位于該支路，判定三角形環(huán)網(wǎng)保護(hù)區(qū)域內(nèi)部發(fā)生故障；否則，判定為三角形環(huán)網(wǎng)外部發(fā)生故障。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于方向行波積分比較原理的三角形環(huán)網(wǎng)暫態(tài)量單元保護(hù)方法，其特征在于具體步驟為: A、將行波暫態(tài)信號(hào)的采樣率設(shè)置為20kHz，定義&為首波頭到達(dá)量測(cè)端的時(shí)刻，Ifflin為量測(cè)端最短的健全出線；三角環(huán)網(wǎng)線路中，定義三個(gè)端分別為M端、N端和Q端，M、N兩端的方向繼電器分別為RpR2 ;N、Q兩端的方向繼電器分別為R3、R4 ;Q、M兩端的方向繼電器分別為R5、R6;在[t0, t0+21fflin/v]時(shí)間內(nèi)，當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，三角形環(huán)網(wǎng)內(nèi)各端方向繼電器R1-R6分別根據(jù)式(I)和式(2)得到離散化的量測(cè)端正向和反向行波絕對(duì)值:
方向繼電器R1-R6分別根據(jù)式⑶和式⑷得到離散化的量測(cè)端正向和反向行波幅值積分值:
式中，Zt.= yjL / C是線路波阻抗，L和C為單位長(zhǎng)度線路的電感和電容，At為采樣間隔，m為窗長(zhǎng)為21min/v的采樣點(diǎn)數(shù)，k表示采樣點(diǎn)，t0時(shí)刻記k = O ; B、利用式(I)和式(2)計(jì)算得到的正向行波幅值積分和S+、反向行波幅值積分和S—按照式⑶計(jì)算其比值:
C、將λ
與設(shè)定的門(mén)檻值λ Σ-進(jìn)行比較，若λ λ Sset，則判定為正方向故障；若λ Σ>λ Sset，則判定為反方向故障，λ Sset的值取為1.2; D、結(jié)合三角環(huán)網(wǎng)內(nèi)線路兩端方向繼電器的判別結(jié)果就可以確定故障支路，即: 若、Σ < 且，則故障位于MN支路； 若\ Σ < Σ如且\ Σ < ，則故障位于NQ支路； 若&Σ < 且< ，則故障位于QM支路； 若上述三式均不滿足，則判定三角環(huán)網(wǎng)線路外部發(fā)生故障。
【文檔編號(hào)】G01R31/08GK104201660SQ201410468319
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年9月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月15日
【發(fā)明者】束洪春, 李嫣然, 高利 申請(qǐng)人:昆明理工大學(xué)
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