一种利用序列重叠差分的t接电网线路单元保护方法
【专利摘要】本发明涉及一种利用序列重叠差分的T接电网线路单元保护方法，属电力系统继电保护【技术领域】。T接电网发生单相接地故障时，通过M、N、Q端的方向元件R1、R2、R3获得三组线模电压和线模电流，截取故障后短时窗内的线模电压和线模电流数据分别对其进行序列重叠差分，将线模电压的差分值分别与线模电流差分值进行相乘，在时间轴上得到三组一系列的波头，当三组波头序列中的首个波头的极性均为负值时，判定为区内故障，否则判定为区外故障。大量的仿真实验表明，该方法对T接电网交流输电线路保护有很好的适用性。
【专利说明】一种利用序列重叠差分的T接电网线路单元保护方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种利用序列重叠差分的T接电网线路单元保护方法，属于电力系统 继电保护【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 电力系统规模的日益扩大、电压等级的不断提高对线路保护提出了更高的要求， 切除故障的时间更短，速度更快是继电保护不懈的追求。电力系统发生故障时，均为会产生 从工频到高频的故障分量，在这些高频分量中，包含了大量的信息，有如故障的类型、位置、 方向、程度和持续时间等。这些信息的有效提取与应用已成为提高继电保护性能的重要手 段，利用线路故障的暂态量来构成线路保护判据可以更大限度地提高保护速度。近年来，随 着DSP技术和小波分析等信号处理工具的不断发展，一系列基于单端电气量的线路全线速 动的超高速保护新原理相继出现。对于这些新的保护方案，多数研究都以两端线路作为研 究对象进行分析，并验证了保护方案的适用性和有效性。
[0003] 距离继电器被广泛应用于二端输电线路的保护，保护原理利用了故障发生时被保 护区末端补偿电压的相位将产生180°的突变这一特点。目前较为常见的方向元件还包括 正序故障分量方向继电器、负序故障分量方向继电器、零序故障分量方向继电器及方向阻 抗继电器等。T接线路较二端口线路有良好的经济性，在超高压输电系统中有着广泛的应 用，在T接线路中各方向继电器的应用性能较普通线路中的应用存在差别，其结构的特殊 性，决定了传统的保护方法很难对其实施有效保护，因此必须探索新的保护方法。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的技术问题是充分利用T接电网故障时线模电压和线模电流的三 端信息，通过序列重叠差分的手段提取突变信号，进而提出一种基于方向突变的适用于T 接电网保护的方法，以提高保护方法的适用性和可靠性。
[0005] 本发明的技术方案是：一种利用序列重叠差分的T接电网线路单元保护方法，T接 电网发生单相接地故障时,通过M、N、Q端的方向元件Rp R2、R3获得三组线模电压和线模电 流，截取故障后短时窗内的线模电压和线模电流数据分别对其进行序列重叠差分，将线模 电压的差分值分别与线模电流差分值进行相乘，在时间轴上得到三组一系列的波头，当三 组波头序列中的首个波头的极性均为负值时，判定为区内故障，否则判定为区外故障。
[0006] 具体步骤为：
[0007] A. T接电网发生单相接地故障时，M、N、Q端的方向元件R2、R3分别获得三组三 组线模电压和线模电流：?,和仏、wA和k、％和k ;
[0008] B.截取故障后短时窗内的线模电压和线模电流数据分别对其进行序列重叠差分， 得到差分值分别为(?)和& (w)、(")和\ (")、(")和(/?):
[0009] C.将线模电压的差分值与线模电流差分值分别进行相乘得到*^, X SiRi (n). SPr (n) = Su1^ (n) X Sili^ (n) , SPr (/?) = Suji^ (n) x 5/v (/7), SPr (n) ^ SPr (n) SPj^ (/?) 在时间轴表现为一系列的波头，选取三组波头系列中的第一个波头为研究对象，用符号函 数sgn( Si 〇))、sgn( S1 〇))、sgn( S1 〇))分别表示三组波头系列中第一个波头的极 性，其值为-1时，表示波头极性为负；其值为+1时，表示波头极性为正；
[0010] 0.当8芑〇(5|/^|(/?))=-1，5芭(1(5' !/5/(.」（/：/))=-1，8芑11('/^(，：0)=-1同时满足时，判定为 区内故障，否则判定为区外故障。
[0011] 本发明的原理是：
[0012] 序列重叠差分是一种基于差分运算的变换，可以描述为：
【权利要求】
1. 一种利用序列重叠差分的T接电网线路单元保护方法，其特征在于：τ接电网发生单 相接地故障时，通过Μ、N、Q端的方向元件Ri、R 2、R3获得三组线模电压和线模电流，截取故 障后短时窗内的线模电压和线模电流数据分别对其进行序列重叠差分，将线模电压的差分 值分别与线模电流差分值进行相乘，在时间轴上得到三组一系列的波头，当三组波头序列 中的首个波头的极性均为负值时，判定为区内故障，否则判定为区外故障。
2. 根据权利要求1所述的利用序列重叠差分的T接电网线路单元保护方法，其特征在 于具体步骤为： A. T接电网发生单相接地故障时，Μ、N、Q端的方向元件R2、R3分别获得三组三组线 模电压和线模电流：和h和仏、％和& ; B. 截取故障后短时窗内的线模电压和线模电流数据分别对其进行序列重叠差分，得到 差分值分别为
C. 将线模电压的差分值与线模电流差分值分别进行相乘得到&(") x
57^ (/?)、（SPjJ2 (〃)、5?、(η)在时间轴表现为一系列的波头，选取三组波头系列中的第一个 波头为研究对象，用符号函数(/7) )、Sgn(叉仏(/?) )、sgn(*V5/、.; (/?))分别表示三组 波头系列中第一个波头的极性，其值为-1时，表示波头极性为负；其值为+1时，表示波头极 性为正； 〇.当$明(5|'("))=-1，8@11(5|〇))=-1，$明('/^(/7))=-1同时满足时，判定为区内 故障，否则判定为区外故障。
【文档编号】G01R31/08GK104391222SQ201410617855
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年11月5日 优先权日:2014年11月5日
【发明者】束洪春, 高利 申请人:昆明理工大学