电力输送系统的时域线路保护技术方案

本公开涉及对电力系统中的故障的检测。时域行波差分子系统被配置为在第一终端处确定在由第一终端处的故障产生的行波的到达最大值与行波的出射最大值之间的第一指标。增量子系统可以被配置成基于电气条件的多个时域表示来计算操作量的多个值。增量子系统被配置成基于电气条件的多个时域表示确定正向转矩、操作转矩和反向转矩。时域行波方向子系统被配置为基于电力输送系统中的电气条件来接收多个电流行波和多个电压行波的时域表示。

Time domain line protection of power transmission system

This disclosure relates to the detection of faults in power systems. The time domain traveling wave difference molecular system is configured to determine the first indicator at the first terminal between the maximum value of the traveling wave and the maximum outgoing value of the traveling wave at the first terminal. The increment subsystem can be configured to calculate multiple values of operation quantities based on multiple time domain representations of electrical conditions. The incremental subsystem is configured to determine forward torque, operational torque and reverse torque based on multiple time domain representations based on electrical conditions. The traveling wave direction subsystem in time domain is configured to receive the time domain representation of multiple current traveling waves and multiple voltage traveling waves based on the electrical conditions in the power delivery system.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电力输送系统的时域线路保护
本公开涉及检测和定位电力输送系统中的故障。更具体地，本公开涉及使用时域元件和分析来确定电力输送系统中的故障位置。在各种实施例中，与本公开一致的系统和方法可以利用欠范围/超范围、方向和/或行波元件。附图简述参照附图对包括本公开的各个实施例的本公开的非限制性和非穷举性的实施例进行描述，在附图中：图1图示了与本公开的某些实施例一致的用于检测行波并使用所检测的行波计算故障的位置的系统的框图。图2A图示了与本公开的某些实施例一致的点阵图，其示出了在相对时间尺度上由300英里(482.8km)长的传输线路上的故障事件所造成的入射行波和反射行波。图2B图示了与本公开的某些实施例一致的作为由于图2A中所图示的故障的电流随时间推移的函数的入射行波和反射行波。图2C图示了与本公开的某些实施例一致的点阵图，其示出了在400km长的传输线路上由于故障事件在远程终端和本地终端处的入射行波和反射行波。图3图示了与本公开一致的可以结合增量和行波保护算法使用的数据采集系统的简化功能框图。图4A图示了与本公开的实施例一致的微分器-平滑器数据窗口。图4B图示了与本公开的实施例一致的微分器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种被配置为检测电力输送系统中的故障的系统，包括：数据采集子系统，其被配置为在第一终端和第二终端中的每一个处采集所述电力输送系统中的多个指标值处的电气条件的多个时域表示；时域行波差分子系统，其被配置为确定：基于所述电气条件的多个时域表示的在第一指标值处由所述第一终端处的故障生成的行波的第一最大值；基于所述电气条件的多个时域表示的在第二指标值处在所述第二终端处的所述行波的第二最大值；基于所述第二最大值、所述第一终端和所述第二终端之间的传播时间以及可变裕度的在所述第一终端处的第一出射窗口；基于所述第一最大值、所述第一终端和所述第二终端之间的所述传播时间以及所述可变裕度的在所述第二终端处的第二出射窗...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.18 US 62/220,8261.一种被配置为检测电力输送系统中的故障的系统，包括：数据采集子系统，其被配置为在第一终端和第二终端中的每一个处采集所述电力输送系统中的多个指标值处的电气条件的多个时域表示；时域行波差分子系统，其被配置为确定：基于所述电气条件的多个时域表示的在第一指标值处由所述第一终端处的故障生成的行波的第一最大值；基于所述电气条件的多个时域表示的在第二指标值处在所述第二终端处的所述行波的第二最大值；基于所述第二最大值、所述第一终端和所述第二终端之间的传播时间以及可变裕度的在所述第一终端处的第一出射窗口；基于所述第一最大值、所述第一终端和所述第二终端之间的所述传播时间以及所述可变裕度的在所述第二终端处的第二出射窗口；在第三时间所述第一出射窗口内的第三最大值；在第四时间所述第二出射窗口内的第四最大值；基于所述第一时间和所述第三时间的第一指标持续时间；基于所述第二时间和所述第四时间的第二指标持续时间；基于所述第一指标和所述第二指标中的所述电气条件的表示的幅度的操作量；基于所述第一指标和所述第二指标中的所述电气条件的表示的幅度的抑制量；以及故障检测器子系统，其被配置为基于所述操作量和所述抑制量的比较来声明故障；以及保护动作子系统，其被配置为基于所述故障的声明而实施保护动作。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述操作量基于所述第一指标和所述第二指标中的值的幅度的总和。3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述抑制量基于所述第一指标和所述第二指标中的值的幅度的总和。4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述数据采集子系统还包括微分器平滑器，并且其中所述第一指标和所述第二指标由所述微分器平滑器处理。5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述差分子系统还被配置为确定故障位置。6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述故障检测器子系统还基于最小拾取值声明故障。7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述最小拾取值基于故障位置变化。8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述系统被配置为监测三相电力系统的每一相，并且识别在所述三相电力系统的至少一相上的故障。9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述故障检测器子系统还被配置为基于过电流条件的存在而声明所述故障。10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述电力输送系统包括多相系统，并且所述故障检测器子系统还被配置为基于所述过电流条件的存在和在所述多相电力系统的相上的行波来声明所述故障。11.根据权利要求1所述的系统，其中，所述可变裕度被选择为对以下中的至少一个进行补偿：测量误差，时间同步误差，和电气传输线路中的下垂。12.一种用于检测电力输送系统中的故障的方法，包括：在第一终端和第二终端中的每一个处采集所述电力输送系统中的多个指标值处的电气条件的多个时域表示；基于所述电气条件的多个时域表示检测在第一指标值处由所述第一终端处的故障生成的行波的第一最大值；基于所述电气条件的多个时域表示检测在第二指标值处在所述第二终端处的所述行波的第二最大值；确定基于所述第二最大值、所述第一终端和所述第二终端之间的传播时间和可变裕度的在所述第一终端处的第一出射窗口；确定基于所述第一最大值、所述第一终端和所述第二终端之间的所述传播时间和所述可变裕度的在所述第二终端处的第二出射窗口；确定在第三时间所述第一出射窗口内的第三最大值；确定在第四时间所述第二出射窗口内的第四最大值；基于所述第一时间和所述第三时间来确定第一指标持续时间；基于所述第二时间和所述第四时间来确定第二指标持续时间；基于在所述第一指标和所述第二指标中的所述电气条件的表示来确定操作量；基于在所述第一指标和所述第二指标中的所述电气条件的表示来确定抑制量；以及基于所述操作量和所述抑制量的比较来声明故障；以及基于所述故障的声明来实施保护动作。13.根据权利要求12所述的方法，其中，确定所述操作量包括对在所述第一指标和所述第二指标中的值的幅度进行求和。14.根据权利要求12所述的方法，其中，确定所述抑制量包括对在所述第一指标和所述第二指标中的值的幅度进行求和。15.根据权利要求12所述的方法，其中，所述时域行波差分子系统还包括微分器平滑器，并且其中所述第一指标和所述第二指标由所述微分器平滑器处理。16.根据权利要求12所述的方法，还包括确定故障位置。17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述故障检测器子系统还基于最小拾取值来声明所述故障。18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述最小拾取值基于所述故障位置而变化。19.根据权利要求12所述的方法，声明所述故障还包括检测过电流条件。20.根据权利要求12所述的方法，还包括选择所述可变裕度来对以下中的至少一个进行补偿：测量误差，时间同步误差，和电气传输线路中的下垂。21.一种被配置为检测电力输送系统中的故障的系统，包括：数据采集子系统，其被配置为在第一终端和第二终端中的每一个处采集所述电力输送系统中的电气条件的多个时域表示；增量子系统，其被配置为：基于所述电气条件的多个时域表示来计算操作量的多个值；基于所述电气条件的多个时域表示来计算抑制量的多个值；确定计算的操作量超过计算的抑制量的时段；故障检测器子系统，其被配置为基于所述计算的操作量超过所述计算的抑制量一安全裕度而声明故障；保护动作子系统，其被配置为基于所述故障的声明来实施保护动作。22.根据权利要求21所述的系统，其中，所述抑制量的多个值随时间变化。23.根据权利要求21所述的系统，其中，所述操作量包括操作电压，并且所述抑制量包括抑制电压。24.根据权利要求222所述的系统，其中，所述抑制量的多个值中的每一个包括选自以下项中的一个的最大值：当前抑制量、一周期后的抑制量、一周期前的抑制量和最小抑制水平。25.根据权利要求21所述的系统，其中，所述增量子系统还被配置为将所述抑制量的多个值乘以常数值，所述常数值具有大于1的值。26.根据权利要求21所述的系统，其中，所述故障检测器子系统还被配置为基于过电流条件的存在来声明所述故障。27.根据权利要求21所述的系统，其中，所述故障检测器子系统包括积分器，所述积分器被配置为当至少一个条件被满足时，对所述抑制量的多个值和所述操作量的多个值的和进行积分。28.根据权利要求227所述的系统，其中，所述至少一个条件包括以下项中的一个：确定回路涉及所述故障，确定到达点处的增量电压由电压降低而引起；以及确定所述操作量的绝对值大于所述抑制量。29.根据权利要求21所述的系统，其中，所述抑制量的多个值包括近似以降低所述系统声明所述故障的响应时间。30.根据权利要求229所述的系统，其中，所述系统的所述响应时间包括小于一毫秒。31.一种用于检测电力输送系统中的故障的方法，包括：在第一终端和第二终端中的每一个处采集所述电力输送系统中的电气条件的多个时域表示；基于所述电气条件的多个时域表示来计算操作量的多个值；基于所述电气条件的多个时域表示来确定抑制量的多个值；确定计算的操作量超过计算的抑制量的时段；基于所述计算的操作量超过所述计算的抑制量一安全裕度而声明故障；以及基于所述故障的声明来实施保护动作。32.根据权利要求31所述的方法，其中，所述抑制量的多个值随时间变化。33.根据权利要求31所述的方法，其中，所述操作量包括操作电压，并且所述抑制量包括抑制电压。34.根据权利要求33所述的方法，其中，所述抑制量的多个值中的每一个包括选自以下项中的一个的最大值：当前抑制量、一周期后的抑制量、一周期前的抑制量和最小抑制水平。35.根据权利要求31所述的方法，还包括将所述抑制量的多个值乘以常数值，所述常数值具有大于1的值。36.根据权利要求31所述的方法，其中，声明所述故障还包括检测过电流条件。37.根据权利要求31所述的方法，其中，确定所述计算的操作量超过所述计算的抑制量的所述时段包括当至少一个条件被满足时，对所述抑制量的多个值和所述操作量的多个值的和进行积分。38.根据权利要求37所述的方法，其中，所述至少一个条件包括以下项中的一个：确定回路涉及所述故障，确定到达点处的增量电压由电压降低而引起；以及确定所述操作量的绝对值大于所述抑制量。39.根据权利要求31所述的方法，其中，所述抑...

【专利技术属性】
技术研发人员：埃德蒙德·O·施维泽三世，曼加帕斯劳·文卡塔·迈纳姆，大卫·E·怀特黑德，波格丹·Z·卡兹腾尼，阿芒多·古兹曼卡西拉，韦塞林·斯肯德奇克，
申请(专利权)人：施瓦哲工程实验有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US