一种基于方向行波积分比较原理的三角形环网暂态量单元保护方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于方向行波积分比较原理的三角形环网暂态量单元保护方法，属电力系统继电保护【技术领域】。将三角环网每条线路的方向纵联保护看成一个被保护单元；故障发生后，利用固定时窗内线路量测端的方向元件获得的正向行波和反向行波幅值积分之比λ来判断故障方向；若比值λ小于或者等于整定的门槛值λ∑set，则判为正方向故障，若比值λ大于门槛值λ∑set，则判为反方向故障。当一条支路两端方向元件均判定为正方向故障时，则判为故障位于该支路，说明三角形环网保护区域内部发生故障；否则，判定为三角形环网外部发生故障。大量仿真实验表明，本发明效果良好。
【专利说明】
—种基于方向行波积分比较原理的三角形环网暂态量单元保护方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于方向行波积分比较原理的三角形环网暂态量单元保护方法，属于电力系统继电保护【技术领域】。
【背景技术】
[0002]随着超高压及特高压输电线路的不断建设，大容量机组的陆续投运，电网的互联，这些都对电力系统继电保护提出了更高的要求，线路故障后，快速、可靠地清除故障是增强线路输电能力和提高电网暂态稳定性的有效措施。而传统的基于工频量的继电保护已经逐渐显现出不能快速检测出故障的弱势。始于上世纪70年代的利用故障暂态产生的行波来检测故障的行波保护，与基于工频量的工频量线路保护相比，由于其极快的故障检测速度而备受人们关注。
[0003]由于三角环网的特殊结构，故障初始行波会通过健全线路构成的回路传播至量测端，使得传统的使用电流突变方向构成的纵联保护不再适用，而通过三角环网三条线路的方向纵联保护构成一个单元保护能很好解决上述问题。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是基于行波幅值比较式方向保护，利用正向行波和反向行波幅值之比来构成判据，提出一种基于方向行波积分比较原理的三角形环网暂态量单元保护方法，克服传统工频量保护受线路分布电容，电流互感器饱和度影响的缺点。
[0005]本发明的技术方案是:一种基于方向行波积分比较原理的三角形环网暂态量单元保护方法，将三角环网每条线路的方向纵联保护设置为一个被保护单元；故障发生后，利用固定时窗内线路量测端的方向元件获得的正向行波和反向行波幅值积分之比λ来判断故障方向；若比值λ小于或者等于整定的门滥值λ Σ set，则判为正方向故障，若比值λ大于门槛值λ ，则判为反方向故障；当一条支路两端方向元件均判定为正方向故障时，则判为故障位于该支路，判定三角形环网保护区域内部发生故障；否则，判定为三角形环网外部发生故障。
[0006]具体步骤为:
[0007]A、将行波暂态信号的采样率设置为20kHz，定义h为首波头到达量测端的时刻，Imin为量测端最短的健全出线；三角环网线路中，定义三个端分别为M端、N端和Q端，M、N两端的方向继电器分别为札、民；队0两端的方向继电器分别为1?3、1?4;0^两端的方向继电器分别为R5、R6;在、+21_八]时间内，当故障发生时，三角形环网内各端方向继电器R1?R6分别根据式(I)和式(2)得到离散化的量测端正向和反向行波绝对值:
[0008]U+= (u (k)+Zci (k))/2 (I)
[0009]if = (u (k) -Zci (k)) /2 (2)
[0010]方向继电器R1?R6分别根据式⑶和式⑷得到离散化的量测端正向和反向行波幅值积分值:
【权利要求】
1.一种基于方向行波积分比较原理的三角形环网暂态量单元保护方法，其特征在于:将三角环网每条线路的方向纵联保护设置为一个被保护单元；故障发生后，利用固定时窗内线路量测端的方向元件获得的正向行波和反向行波幅值积分之比λ来判断故障方向；若比值λ小于或者等于整定的门槛值λ ，则判为正方向故障，若比值λ大于门槛值λ ，则判为反方向故障；当一条支路两端方向元件均判定为正方向故障时，则判为故障位于该支路，判定三角形环网保护区域内部发生故障；否则，判定为三角形环网外部发生故障。
2.根据权利要求1所述的基于方向行波积分比较原理的三角形环网暂态量单元保护方法，其特征在于具体步骤为: A、将行波暂态信号的采样率设置为20kHz，定义&为首波头到达量测端的时刻，Ifflin为量测端最短的健全出线；三角环网线路中，定义三个端分别为M端、N端和Q端，M、N两端的方向继电器分别为RpR2 ;N、Q两端的方向继电器分别为R3、R4 ;Q、M两端的方向继电器分别为R5、R6;在[t0, t0+21fflin/v]时间内，当故障发生时，三角形环网内各端方向继电器R1-R6分别根据式(I)和式(2)得到离散化的量测端正向和反向行波绝对值:
方向继电器R1-R6分别根据式⑶和式⑷得到离散化的量测端正向和反向行波幅值积分值:
式中，Zt.= yjL / C是线路波阻抗，L和C为单位长度线路的电感和电容，At为采样间隔，m为窗长为21min/v的采样点数，k表示采样点，t0时刻记k = O ; B、利用式(I)和式(2)计算得到的正向行波幅值积分和S+、反向行波幅值积分和S—按照式⑶计算其比值:
C、将λ
与设定的门槛值λ Σ-进行比较，若λ λ Sset，则判定为正方向故障；若λ Σ>λ Sset，则判定为反方向故障，λ Sset的值取为1.2; D、结合三角环网内线路两端方向继电器的判别结果就可以确定故障支路，即: 若、Σ < 且，则故障位于MN支路； 若\ Σ < Σ如且\ Σ < ，则故障位于NQ支路； 若&Σ < 且< ，则故障位于QM支路； 若上述三式均不满足，则判定三角环网线路外部发生故障。
【文档编号】G01R31/08GK104201660SQ201410468319
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年9月15日 优先权日:2014年9月15日
【发明者】束洪春, 李嫣然, 高利 申请人:昆明理工大学