专利名称：一种测后模拟识别直流输电线路区内外故障的方法
技术领域：
本发明涉及电力系统继电保护技术领域，具体地说是一种测后模拟识别直流输电线路区内外故障的方法。
背景技术：
现有的直流线路保护采用以变化率为判据的行波保护作为主保护，电流差动保护作为后备保护。采用du/dt为核心的行波保护既能作为故障启动判据，又能正确识别区内外故障，实用性强。但若直流线路发生高阻接地故障时，电压行波幅值和波头陡度都减小，易造成保护拒动。差动保护作为检测高阻故障的后备保护，为躲避交流故障，需延时500ms，另外为避免由于各种干扰而引起的数据采样值波动，需与65ms前采样值做比较，如果其差值大于其整定值，做延迟600ms的处理。可见，差动保护最长延时可达到1. ls，在此阶段若阀组保护动作，将导致该极停运。利用延时提高可靠性的差动保护，极大降低了保护的速动性，受控制系统的影响大，往往起不到后备保护的作用。直流系统的平波电抗器和直流滤波器构成了天然的物理边界，对高频分量呈阻带特性。发生区内故障或是区外故障，量测端得到的高频分量差异很大，据此利用量测端高频含量的不同构成了区内外故障识别判据。但由于判据可靠性依赖于物理边界频率特性，在实际应用中会存在整定值不好设定的问题。利用行波波头的极性构成的直流行波保护能正确的识别区内外故障，但由于行波信号的不易捕捉性和不可重复性限制了行波保护的可靠性。通过对直流输电线路区内外故障分量附加网络的分析发现当直流输电线路发生区内故障时，于短数据窗内，线路两侧电压电流故障高频分量均满足平波电感元件性能方程(Voltage Current Relation )；当发生区外故障时，故障侧的电压电流故障高频分量不满足平波电感元件的VCR。藉此，提出着眼于电流响应求解的区内外故障识别的测后模拟时域方法。
发明内容
本发明的目的是克服现有直流输电线路故障识别和保护技术存在的问题，提出一种测后模拟识别直流输电线路区内外故障的方法，通过分析直流输电线路区内外故障分量附加网络特性，实现对直流输电线路区内外故障的快速、可靠的判断识别。本发明的技术方案是当直流输电线路发生故障时，在短数据窗内，实测输电线路两端整流侧和逆变侧的M和N点两侧的电压^ uN和电流^ Ν,然后分析直流输电线路区内外故障分量附加网络特性，利用平波电感元件性能方程VCR，分别模拟计算线路M和N点的侧电压％、~，再计算出模拟电压波形与实测电压波形的相关系数rx，将模拟电压％、^与实测电压Uin uN相比较，根据模拟电压波形与实测电压波形的相似程度和相关系数rx，判断识别直流输电线路区内外故障。该测后模拟识别直流输电线路区内外故障的方法的具体步骤是(1)直流线路发生故障后，在短数据窗内，实测直流输电线路两端整流侧和逆变侧的M 点和N点两侧的电压& 和电流^ ，然后根据实测得到的侧电流ip 和平波电抗器
电感值Z，利用平波电感元件性能方程^=-1$和化= -i#，分别模拟计算出线路两端 M和N点的侧电压^為；
'Z.uJ^uJk)
(2)根据测量数据长度N和公式
权利要求
1.一种测后模拟识别直流输电线路区内外故障的方法，其特征在于当直流输电线路发生故障时，在短数据窗内，实测输电线路两端整流侧和逆变侧的M和N点两侧的电压 和电流^ iN，然后分析直流输电线路区内外故障分量附加网络的特性，利用平波电感元件性能方程VCR，分别模拟计算输电线路M和N点的侧电压I、1，再计算出模拟电压波形与实测电压波形的相关系数rx，将模拟电压I、黾与实测电压 相比较，根据两者波形的相似程度和相关系数rx，判断识别直流输电线路区内外故障。
2.根据权利要求1所述的测后模拟识别直流输电线路区内外故障的方法，其特征在于监测识别方法的具体步骤如下(1)直流线路发生故障后，在短数据窗内，实测直流输电线路两端整流侧和逆变侧的M点和N点两侧的电压 和电流^ i#，然后根据实测得到的侧电流if 和线路中的平波电抗器的电感值Z，利用平波电感元件性能方程Sji和^二-"^^1，分别模拟计算CMtM出线路两端M和N的侧电压、、Slf ；(2)根据测量数据的长度N和公式G=^fcl-，计算模拟电压波形与实测电压波形的相关系数4和4，1表示M侧或N侧；(3)根据计算出的相关系数4和&，判断识别直流输电线路区内外故障；Q >0且时，为区内故障；或时，为M侧或N侧区外故障且Qifl时，为M侧禾PN侧两侧区外故障。
3.根据权利要求1或2所述的测后模拟识别直流输电线路区内外故障的方法，其特征在于测量输电线路两端侧电流时，短数据窗的长度为:3ms，采样频率为lOkHZ。
全文摘要
本发明提供一种测后模拟识别直流输电线路区内外故障的方法，属于直流输电线路区内外故障识别保护技术领域。利用短数据窗内，直流输电线路发生区内故障时线路两侧电压电流故障分量均满足平波电感元件性能方程(VCR)，发生区外故障时故障侧的电压电流故障分量则不满足平波电感元件的VCR的原理，提出着眼于电流响应求解的区内外故障识别的测后模拟时域方法。运用线路两侧实测电流由平波电感元件VCR分别模拟计算两侧的电压，再与实测电压波形的相关性进行比较，从而判断识别直流输电线路区内外故障。具有对于区内故障识别灵敏、区外故障识别可靠等优点，适宜在直流输电线路系统中推广使用。
文档编号G01R31/02GK102590690SQ20111014491
公开日2012年7月18日 申请日期2011年6月1日 优先权日2011年6月1日
发明者何利君, 宋建, 常勇, 曾芳, 束洪春, 王家勇, 田鑫萃, 胡浩, 郭福生 申请人:昆明理工大学