输电线路的保护方法和输电线路的保护装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力系统技术领域，具体而言，涉及一种输电线路的保护方法和输电 线路的保护装置。
【背景技术】
[0002] 目前，超、特高压输电线路，尤其是长距离的输电距离具有明显的分布参数特征。 传统的基于工频量的继电保护技术容易受到输电线路线路分布电容、电流互感器饱和等因 素的影响，不能准确地检测出输电线路的故障。而基于故障行波原理的继电保护方法，具有 不受线路分布电容、系统振荡以及电流互感器饱和的影响，在超、特高压输电线路保护上具 有广阔的应用前景。
[0003] 早在20世纪70年代，基于暂态行波原理的保护思想就已经被提出，且有多种暂态 行波的保护方法，如行波极性比较式保护方法、行波幅值比较式保护方法等。相应原理的输 电线路的保护装置也投入到现场中实际运行。但是，由于硬件水平和数学处理工具的限制， 这些保护装置在现场应用中可靠性较低，容易出现误动或拒动。
[0004] 因此，如何快速、准确地检测出输电线路是否发生线路故障，并采取相应地保护措 施成为亟待解决的问题。
【发明内容】
[0005] 本发明正是基于上述问题，提出了一种新的技术方案，可以快速、准确地检测出输 电线路是否发生线路故障，并采取相应地保护措施。
[0006] 有鉴于此，本发明的第一方面提出了一种输电线路的保护方法，包括：构造所述输 电线路一端的三个电压故障暂态行波相量的三个电压等效行波，以及构造输电线路一端的 三个电流故障暂态行波相量的三个电流等效行波；获取所述三个电压等效行波的极性，以 及获取所述三个电流等效行波的极性；根据所述三个电压等效行波的极性和所述三个电流 等效行波的极性判断所述输电线路一端是否发生正向故障；若判定所述输电线路一端发生 正向故障，判断所述输电线路另一端是否发生正向故障；在判断结果为是时，断开所述输电 线路，以实现对所述输电线路的保护。
[0007] 在该技术方案中，通过输电线路一端的三个电流等效行波的极性和三个电压等效 行波的极性，判断输电线路一端是否发生正向故障，若是，并在输电线路的另一端也发生正 向故障时，确定输电线路发生线路故障，从而可以快速、准确地检测出输电线路是否发生线 路故障。然后则断开输电线路，以实现对输电线路有效的保护。
[0008] 在上述技术方案中，优选地，所述构造所述输电线路一端的三个电压故障暂态行 波相量的三个电压等效行波，以及构造输电线路一端的三个电流故障暂态行波相量的三个 电流等效行波的步骤，具体包括：对所述三个电流故障暂态行波相量进行相模变换，得到三 个电流故障暂态行波模量，以及对所述三个电压故障暂态行波相量进行相模变换，得到三 个电压故障暂态行波模量；对所述三个电流故障暂态行波模量进行小波变换，得到所述三 个电流故障暂态行波模量的模极大值，以及对所述三个电压故障暂态行波模量进行小波变 换，得到所述三个电压故障暂态行波模量的模极大值；根据所述三个电流故障暂态行波模 量的模极大值构造所述三个电流等效行波，以及根据所述三个电压故障暂态行波模量的模 极大值构造所述三个电压等效行波。
[0009] 在该技术方案中，通过将输电线路故障行波转换为等效行波，可以使得故障行波 的波过程的特征更加简洁和直观，从而能更有效地展现出故障行波丰富的特性，进而准确 地判断输电线路是否发生故障。
[0010] 在上述任一技术方案中，优选地，所述获取所述三个电压等效行波的极性，以及获 取所述三个电流等效行波的极性的步骤，具体包括：对所述三个电压等效行波和所述三个 电流等效行波进行积分；根据所述三个电压等效行波的积分值确定所述三个电压等效行波 的极性，根据所述三个电流等效行波的积分值确定所述三个电流等效行波的极性。
[0011] 在该技术方案中，通过对三个电压等效行波和三个电流等效行波进行积分，并根 据三个电压等效行波的积分值和三个电流等效行波的积分值确定三个电压等效行波的极 性和三个电流等效行波的极性，如此，可以比较准确地获取到三个电压等效行波的极性和 三个电流等效行波的极性。
[0012] 在上述任一技术方案中，优选地，所述根据所述三个电压等效行波的极性和所述 三个电流等效行波的极性判断所述输电线路一端是否发生正向故障的步骤，具体包括：若 所述三个电流等效行波中的任一电流等效行波的极性与所述三个电压等效行波中的任一 电压等效行波的极性相反，判定所述输电线路发生正向故障，否则，判定所述输电线路未发 生正向故障，其中，所述任一电压等效行波对应所述任一电流等效行波。
[0013] 在该技术方案中，通过对三个电流等效行波的积分值的极性与三个电压等效行波 的积分值的极性进行比较来判断输电线路的故障方向，以实现对输电线路的故障方向的准 确判断。
[0014] 在上述任一技术方案中，优选地，所述断开所述输电线路，以实现对所述输电线路 的保护的步骤，具体包括：通过所述输电线路两端的断路器断开所述输电线路，以实现对所 述输电线路的保护。
[0015] 在该技术方案中，当确定输电线路发生线路故障时，通过输电线路两端的断路器 断开输电线路，具体的，通过输电线路的一端的断路器断开输电线路，同时向输电线路的另 一端发送输电线路一端的故障信息，以使输电线路的另一端的断路器断开输电线路，如此， 可以在输电线路发生线路故障时，及时地断开输电线路，有效地提高了输电线路的保护可 靠性。
[0016] 本发明的第二方面提出了一种输电线路的保护装置，包括：构造单元，用于构造所 述输电线路一端的三个电压故障暂态行波相量的三个电压等效行波，以及构造输电线路一 端的三个电流故障暂态行波相量的三个电流等效行波；获取单元，用于获取所述三个电压 等效行波的极性，以及获取所述三个电流等效行波的极性；第一判断单元，用于根据所述三 个电压等效行波的极性和所述三个电流等效行波的极性判断所述输电线路一端是否发生 正向故障；第二判断单元，用于若判定所述输电线路一端发生正向故障，判断所述输电线路 另一端是否发生正向故障；控制单元，用于在判定所述输电线路另一端发生正向故障时，断 开所述输电线路，以实现对所述输电线路的保护。
[0017] 在该技术方案中，通过输电线路一端的三个电流等效行波的极性和三个电压等效 行波的极性，判断输电线路一端是否发生正向故障，若是，并在输电线路的另一端也发生正 向故障时，确定输电线路发生线路故障，从而可以快速、准确地检测出输电线路是否发生线 路故障。然后则断开输电线路，以实现对输电线路有效的保护。
[0018] 在上述技术方案中，优选地，所述构造单元包括：变换单元，用于对所述三个电流 故障暂态行波相量进行相模变换，得到三个电流故障暂态行波模量，以及对所述三个电压 故障暂态行波相量进行相模变换，得到三个电压故障暂态行波模量；第一确定单元，用于对 所述三个电流故障暂态行波模量进行小波变换，得到所述三个电流故障暂态行波模量的模 极大值，以及对所述三个电压故障暂态行波模量进行小波变换，得到所述三个电压故障暂 态行波模量的模极大值；所述构造单元具体用于，根据所述三个电流故障暂态行波模量的 模极大值构造所述三个电流等效行波，以及根据所述三个电压故障暂态行波模量的模极大 值构造所述三个电压等效行波。
[0019] 在该技术方案中，通过将输电线路故障行波转换为等效行波，可以使得故障行波 的波过程的特征更加简洁和直观，从而能更有效地展现出故障行波丰富的特性，进而准确 地判断输电线路是否发生故障。
[0020] 在上述任一技术方案中，优选地，所述获取单元包括：积分单元，用于对所述三个 电压等效行波和所述三个电流等效行波进行积分；第二确定单元，用于根据所述三个电压 等效行波的积分值确定所述三个电压等效行波的极性，根据所述三个电流等效行波的积分 值确定所述三个电流等效行波的极性。
[0021] 在该技术方案中，通过对三个电压等效行波和三个电流等效行波进行积分，并根 据三个电压等效行波的积分值和三个电流等效行波的积分值确定三个电压等效行波的极 性和三个电流等效行波的极性，如此，可以比较准确地获取到三个电压等效行波的极性和 三个电流等效行波的极性。
[0022] 在上述任一技术方案中，优选地，所述第一判断单元具体用于，若所述三个电流等 效行波中的任一电流等效行波的极性与所述三个电压等效行波中的任一电压等效行波的 极性相反，判定所述输电线路发生正向故障，否则，判定所述输电线路未发生正向故障，其 中，所述任一电压等效行波对应所述任一电流等效行波。
[0023] 在该技术方案中，通过对三个电流等效行波的积分值的极性与三个电压等效行波 的积分值的极性进行比较来判断输电线路的故障方向，以实现对输电线路的故障方向的准 确判断。
[0024] 在上述任一技术方案中，优选地，所述控制单元具体用于，通过所述输电线路两端 的断路器断开所述