一种高压输电线路全波过电压保护方法与流程

本发明涉及电力系统继电保护技术领域，具体涉及一种高压输电线路全波过电压保护方法。

背景技术：

对于采用串供式长线路等弱联系方式与主网相连的弱电网，其联络线上潮流较轻，联络线的运行方式近似于一条空载长线路。此时，若对系统中某台大型主变进行空载合闸操作，其随着励磁涌流注入系统的谐波极有可能在系统末端引发较大的谐波畸变从而导致谐波过电压，引发设备与负荷的损毁，带来严重的经济损失。给线路装设过电压保护是解决此类问题的方法之一。

目前，国内几大主流保护厂家的过电压保护均是基于基波电压有效值实现跳闸和发信，对基波过电压的灵敏度较高，但当电网中的谐波过电压含量较高时，灵敏性较差。当线路上谐波电压含量较大时，如何使过电压保护正确反应线路中的过电压、保护电网设备免受过电压的侵害是本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是当线路上谐波电压含量较大时，如何使过电压保护正确反应线路中的过电压、保护电网设备免受过电压的侵害，目的在于提供一种高压输电线路全波过电压保护方法，解决上述的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种高压输电线路全波过电压保护方法，所述方法包括如下步骤：s1：采集高压输电线路的全波电压；s2：提取全波电压中的谐波分量和基波分量；s3：设置谐波过电压启动值，在谐波电压满足启动条件时，进行启动保护；s4：计算全波电压的谐波含量比；s5：通过判断谐波含量比、基波分量有效值、瞬时值过电压而作用于跳闸和发信。

所述步骤s1中采集的高压输电线路的全波电压，电压采样频率为3600hz。

所述步骤s2中的提取的谐波分量为全波电压中的2到7次谐波电压；考虑到电网中的谐波过电压以2到7次谐波电压为主，7次以上的谐波电压含量非常低，提取的谐波分量为全波电压中的2到7次谐波电压

提取谐波分量的方式为：利用傅里叶算法分别计算2到7次谐波电压的有效值和基波电压的有效值，再计算2到7次谐波电压有效值的平方和，再开平方，得到2到7次谐波电压的总有效值。

为防止保护误启动，在谐波电压满足启动条件时，保护延时20ms启动。所述的启动条件可人为设定，可以缩短或者延长保护延时时间。

所述步骤s4中的计算全波电压中的谐波含量比的方式为谐波电压的总有效值除以基波电压有效值。

所述步骤s5中的通过判断谐波含量比、基波分量有效值、瞬时值过电压而作用于跳闸和发信的方式为：设置谐波含量比定值，将全波电压的谐波含量比作为谐波过电压判据，若该比值大于谐波含量比定值，则认为满足谐波过电压判据；设置基波过电压定值，将基波电压的有效值作为基波过电压判据，若有效值大于基波过电压定值，则满足基波过电压判据。

为简化过电压定值的整定，将基波过电压定值的幅值作为瞬时值过电压定值，即瞬时值过电压定值为基波过电压定值的倍。以一个基波电压周期内的正峰值与负峰值的矢量差作为瞬时值过电压判据，若矢量差大于瞬时值过电压定值，则满足瞬时值过电压判据，若基波电压有效值小于10v，则退出谐波过电压判据。所述的谐波含量比定值的整定范围为0.1到1；所述的谐波过电压判据、瞬时值过电压判据和基波过电压判据，均按相进行判别。

本发明所述一种高压输电线路全波过电压保护方法。方法通过采集全波电压；提取全波电压中谐波分量和基波分量；计算全波电压的谐波含量比；通过判断谐波含量比、基波分量有效值、瞬时值过电压而作用于跳闸；设置谐波过电压启动值，在谐波电压满足启动条件时，保护装置启动。该方法可使全波过电压保护正确反应线路中的基波过电压和谐波过电压，并作用于线路跳闸，解决了现有过电压保护装置无法正确反映电网中的谐波过电压问题，能在一定程度上解决谐波过电压给电力系统带来的危害。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明一种高压输电线路全波过电压保护方法，解决了现有过电压保护装置无法正确反映电网中的谐波过电压问题；

2、本发明一种高压输电线路全波过电压保护方法，能在一定程度上解决谐波过电压给电力系统带来的危害。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明高压输电线路全波过电压保护逻辑图。

图2为本发明具体实施例中举例电压波形。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例

如图1～2所示，本发明一种高压输电线路全波过电压保护方法，电压波形由有效值为57.74v的基波和有效值为57.74v的二次谐波叠加而成，其一个基波电压周期内(20ms)的正峰值为163.3v，负峰值为-91.8v。

某一按照本发明所提出的方法设计的过电压保护装置，其谐波电压启动定值设置为28.87v；谐波含量比定值设置为0.5；基波过电压定值设置为75v；“过电压三取一方式”、“投过电压保护跳本侧”投入。

某时刻，某三相电压进入保护，其a相电压波形如图2所示，此电压波形由有效值为57.74v的基波和有效值为57.74v的二次谐波叠加而成，其一个基波电压周期内(20ms)的正峰值为163.3v，负峰值为-91.8v。b相和c相电压为有效值为57.74的基波。

保护以3600hz的采样频率对电压波形进行采样，对于每相电压，在一个基波电压周期内将得到72个离散的电压值。

利用傅里叶算法和采样所得到的电压离散值，在一个基波电压周期内计算a、b、c三相电压的2到7次谐波电压的总有效值ua.x、ub.x、uc.x分别为57.74v、0、0，以及基波电压有效值ua.1、ub.1、uc.1均为57.74v。ua.x大于谐波电压启动定值，保护启动，进入图1所示的逻辑判断过程。

计算每一相的谐波含量比pa.x、pb.x、pc.x分别为1、0、0。计算一个基波电压周期内，每一相电压的正峰值与负峰值的矢量差va.s、vb.s、vc.s，得到va.s为254.8v，由于b、c相为有效值为57.74的基波，因此vb.s＝vc.s＝115.48v。a相谐波含量比pa.x大于谐波含量比定值0.5，因此a相电压满足谐波过电压判据。

三相电压的基波有效值均为57.74v，均小于基波过电压定值75v，因此三相均不满足基波过电压判据。由于基波过电压定值为75v，因此瞬时值过电压定值为212.1v。由va.s、vb.s、vc.s的大小可知，a相电压满足瞬时值过电压判据。a相电压满足谐波过电压判据和瞬时值过电压判据，又由于“过电压三取一方式”、“投过电压保护跳本侧”投入，因此根据图1所示的逻辑图，保护将跳闸和发信。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。