分布参数模型下基于波形相关性的距离保护方法技术

本发明专利技术公开了一种分布参数模型下基于波形相关性的距离保护方法，包括：以突变量电流作为保护启动元件，判断线路发生故障后，保护启动；结合故障选相结果，对故障相在输电线路Bergeron下，利用保护安装处电压电流采样值，求出线路60％、100％处故障电压与故障分量电流的波形相关系数ρ0.6D、ρD；并判断是否符合：ρD≤ρ0.6D，符合为区内故障，则保护动作跳闸；否则，保护不动作。本发明专利技术基于输电线路分布参数模型，将不受线路分布特性的影响；利用故障电压与故障分量电流构成时域保护判据，无需滤波，且耐过渡电阻能力强；只需判断线路末端两点处电压、电流的波形相关系数分布趋势即可判定故障，计算量小。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】
本专利技术属于电力系统输电线路继电保护领域，特别涉及一种分布参数模型下的时 域距离保护方法。 【
技术介绍
】 距离保护作为线路保护的基本组成部分，其工作性能对电力系统的安全稳定运行 有着至关重要的作用。随着电力系统规模的扩大，超、特高压远距离输电线路日益增加，对 距离保护的性能也提出越来越高的要求。 现有距离保护存在如下问题：采用集中参数模型，对于超高压长线而言，其分布参 数特性使传统距离保护的测量阻抗与故障距离不成正比，对距离保护的精确计算有很大影 响；由于受对端系统助增的影响，耐过渡电阻能力差；频域距离保护方法，利用工频量构成 保护判据，并且受故障暂态谐波的影响，工频量的准确快速提取困难，影响了频域距离保护 算法的性能。 针对上述问题，在其基础上出现了相应解决方法，但由于存在如下问题而无法得 到应用。为在距离保护中使用分布参数模型，提高测量精度，中国专利公开第CN101242094A 号公开利用贝瑞隆长线方程将保护安装处的电流、电压补偿到距离I段末端，将距离I段 末端至故障点间的线路简化为R-L模型，最后以测距结果判别区内、区外故障。但该方法将 故障点与整定点之间的线路等效为R-L集中参数模型，仍然存在模型误差，且耐过渡电阻 能力低。中国专利公开第CN1804650A号在贝瑞隆模型基础上，提出了一种基于沿线电压分 布的距离保护方案，利用故障电流电压计算沿线电压分布，通过寻找电压幅值最小点确定 故障位置。但仅考虑了金属性故障的情况，耐过渡电阻能力低；需要从输电线路保护安装侧 向另一侧计算沿线电压分布，对采样频率要求高，计算量大。中国专利ZL201110256972. 3 分析了沿线电压的幅值分布特征，提出了利用线路末端两点电压幅值的频域距离保护新原 理，其不受输电线路分布电容的影响，但保护算法性能依赖于有效的数字滤波算法，实现快 速准确的工频分量提取，易受暂态谐波的影响。 传统距离保护使用简单模型，耐过渡电阻能力低；上述现有专利给予了改进，但仍 存在模型误差，计算量大，依赖高性能的滤波算法，耐过渡电阻能力低的问题。 【
技术实现思路
】 本专利技术的目的在于提供一种，以 克服传统距离保护采用简化模型，易受超、特高压输电线路分布电容影响；频域保护性能依 赖于快速有效的滤波算法，实现工频量的提取；以及现有距离保护算法对采样频率要求高、 计算量大、耐过渡电阻能力差的问题。本专利技术基于输电线路分布参数模型，计算线路末端 故障电压及故障分量电流，利用线路末端故障电压与故障分量电流波形相关系数的分布趋 势，判别区内、区外故障。 为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案： ，包括以下步骤： 步骤一，以突变量电流作为保护启动元件，判断线路发生故障后，保护启动； 步骤二，结合故障选相结果，对故障相在分布参数模型下，利用保护安装处测量的 电压、电流，基于输电线路分布参数模型计算得线路保护范围两侧相等距离两点A、B处故 障电压及故障分量电流值，并分别计算保护范围外侧的A点处故障电压与故障分量电流 的波形相关系数Pa，及保护范围内侧的B点处故障电压与故障分量电流的波形相关系数 Pb; 步骤三，如果PA<PB，为区内故障，则保护动作跳闸；否则，保护不动作。 步骤一中当突变量电流满足（1)式时，判断线路发生故障，保护启动； Img>0.2Ie (I) 其中Inig为双输电线路中本端突变量电流幅值，Ie为额定电流幅值。 保护范围外侧的A点处故障电压与故障分量电流计算得波形相关系数Pa，保护范 围内侧的B点处故障电压与故障分量电流计算得波形相关系数Pb通过下述公式（2)、公式 (3)和公式（4)进行计算：【主权项】1. ，其特征在于，包括以下步骤： 步骤一，以突变量电流作为保护启动元件，判断线路发生故障后，保护启动； 步骤二，结合故障选相结果，对故障相在分布参数模型下，利用保护安装处测量的电 压、电流，基于输电线路分布参数模型计算得线路保护范围两侧相等距离两点A、B处故障 电压及故障分量电流值，并分别计算保护范围外侧的A点处故障电压与故障分量电流的波 形相关系数Pa，及保护范围内侧的B点处故障电压与故障分量电流的波形相关系数Pb; 步骤三，如果PA< P B，为区内故障，则保护动作跳闸；否则，保护不动作。2. 根据权利要求1所述的，其特征在 于，步骤一中当突变量电流满足（1)式时，判断线路发生故障，保护启动； ImgX). 2Ie ⑴ 其中Img为双输电线路中本端突变量电流幅值，I e为额定电流幅值。3. 根据权利要求1所述的，其特征在 于， 保护范围外侧的A点处故障电压与故障分量电流计算得波形相关系数P A，保护范围内 侧的B点处故障电压与故障分量电流计算得波形相关系数Pb通过下述公式（2)、公式（3) 和公式（4)进行计算：其中：De ( τ )为延迟因子，R、L、C分别为每千米的串联电阻、串联电感、并联电容值。4.根据权利要求1所述的，其特征在 于，A、B点分别为线路100 %处和线路60%。【专利摘要】本专利技术公开了一种，包括：以突变量电流作为保护启动元件，判断线路发生故障后，保护启动；结合故障选相结果，对故障相在输电线路Bergeron下，利用保护安装处电压电流采样值，求出线路60％、100％处故障电压与故障分量电流的波形相关系数ρ0.6D、ρD；并判断是否符合：ρD≤ρ0.6D，符合为区内故障，则保护动作跳闸；否则，保护不动作。本专利技术基于输电线路分布参数模型，将不受线路分布特性的影响；利用故障电压与故障分量电流构成时域保护判据，无需滤波，且耐过渡电阻能力强；只需判断线路末端两点处电压、电流的波形相关系数分布趋势即可判定故障，计算量小。【IPC分类】H02H7-26【公开号】CN104852364【申请号】CN201510230993【专利技术人】樊占峰, 倪传坤, 李宝伟, 宋国兵, 褚旭 【申请人】许继集团有限公司, 北京许继电气有限公司, 西安交通大学【公开日】2015年8月19日【申请日】2015年5月7日本文档来自技高网...

【技术保护点】
分布参数模型下基于波形相关性的距离保护方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，以突变量电流作为保护启动元件，判断线路发生故障后，保护启动；步骤二，结合故障选相结果，对故障相在分布参数模型下，利用保护安装处测量的电压、电流，基于输电线路分布参数模型计算得线路保护范围两侧相等距离两点A、B处故障电压及故障分量电流值，并分别计算保护范围外侧的A点处故障电压与故障分量电流的波形相关系数ρA，及保护范围内侧的B点处故障电压与故障分量电流的波形相关系数ρB；步骤三，如果ρA≤ρB，为区内故障，则保护动作跳闸；否则，保护不动作。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：樊占峰，倪传坤，李宝伟，宋国兵，褚旭，
申请(专利权)人：许继集团有限公司，北京许继电气有限公司，西安交通大学，
类型：发明
国别省市：河南;41