一种非全相供电线路的综合保护方法、系统、设备及介质技术方案

本发明专利技术涉及一种非全相供电线路的综合保护方法、系统、设备及介质，其特征在于，包括：在确定出变电站侧牵引供电线路保护已启动时，采集变电站侧两相的电流和电压信息；记录故障元件启动时刻，提取该时刻前半周波若干个最大采样值和后半周对应若干个最大采样值；根据所述电流和电压信息、提取的最大采样值以及预先构建的第一判据、第二判据和电压辅助判据，判断变电站侧牵引供电线路是否出现接地故障或相间故障，进而确定是否保护出口，本发明专利技术可以广泛应用于供电线路领域中。泛应用于供电线路领域中。泛应用于供电线路领域中。

【技术实现步骤摘要】
一种非全相供电线路的综合保护方法、系统、设备及介质


[0001]本专利技术涉及供电线路领域，特别是关于一种非全相供电线路的综合保护方法、系统、设备及介质。

技术介绍

[0002]随着中国的电气化铁路的建设，电力系统中供电牵引线路越来越多。不同于传统三相供电线路，牵引供电线路一般采用非全相供电方式，以两相居多。因此，有必要开展适用于非全相供电线路的保护方案研究。
[0003]现有技术中的牵引供电线路保护方法，主保护一般采用光纤电流差动保护，用于全线快速切除故障，从原理上讲，光纤电流差动保护性能优越，可以作为牵引供电线路的主保护。但是在实际运行当中，牵引站侧往往不装设电流互感器(Current Transformer，CT)，如图1所示，S侧表示电网侧，Q侧表示牵引侧，因此无法实现真正意义上的光纤电流差动保护，只能采用后备距离实现故障的切除。但是后备距离在实现相间短路时有优势，在接地故障时距离保护本身受过渡电阻影响较大，性能上不及光纤电流差动保护。
[0004]因此，基于实际工程配置出发，亟需开展基于变电站侧的综合保护方法。

技术实现思路

[0005]针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种基于变电站侧的非全相供电线路的综合保护方法、系统、设备及介质。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：第一方面，提供一种非全相供电线路的综合保护方法，包括：
[0007]在确定出变电站侧牵引供电线路保护已启动时，采集变电站侧两相的电流和电压信息；
[0008]记录故障元件启动时刻，提取该时刻前半周波若干个最大采样值和后半周对应若干个最大采样值；
[0009]根据所述电流和电压信息、提取的最大采样值以及预先构建的第一判据、第二判据和电压辅助判据，判断变电站侧牵引供电线路是否出现接地故障或相间故障，进而确定是否保护出口。
[0010]进一步地，还包括预先构建基于同时刻电流采样值的第一判据、基于半周波最大值比对法的第二判据和电压辅助判据，包括：
[0011]对于线路单相接地故障，根据牵引供电线路的两相电流采样值，构建基于同时刻电流采样值的第一判据；
[0012]对于牵引供电线路相间故障，根据故障启动元件启动时刻前半周波若干个最大采样值和后半周对应若干个最大采样值，构建基于半周波最大值比对法的第二判据；
[0013]为保证保护不误动，构建电压辅助判据。
[0014]进一步地，所述第一判据为：
[0015]|i
a
+i
b
|＞δ
[0016]其中，i
a
表示变电站侧A相电流采样值；i
b
表示变电站侧B相电流采样值，δ表示动作门槛值，按照躲过最大负荷电流整定；
[0017]当|i
a
+i
b
|＞δ时，则牵引供电线路出现线路单相接地故障。
[0018]进一步地，所述第二判据为：
[0019]|i
f1～n
|＞|i
1～n
|
[0020]其中，i
f1～n
表示故障启动元件启动时刻后半周波n个最大采样值；i
1～n
表示故障启动元件启动时刻前半周波n个最大采样值；
[0021]依次比较i
f1～n
与i
1～n
的采样值大小，如果存在上述第二判据，则保护出口。
[0022]进一步地，所述电压辅助判据为：
[0023][0024]其中，表示故障相电压标幺值；P.u表示标幺值；
[0025]对于接地故障，当同时满足第一判据和电压辅助判据时，则保护出口；对于相间故障，当同时满足第二判据和电压辅助判据时，则保护出口。
[0026]进一步地，所述根据所述电流和电压信息、提取的最大采样值以及预先构建的第一判据、第二判据和电压辅助判据，判断变电站侧牵引供电线路是否出现接地故障或相间故障，进而确定是否保护出口，包括：
[0027]基于采集的电流和电压信息以及提取的最大采样值，根据第一判据与电压辅助判据以及第二判据与电压辅助判据，实时判断变电站侧牵引供电线路是否出现接地故障或相间故障，如果出现接地故障或相间故障，则保护出口；否则，保护可靠不动作。
[0028]进一步地，提取故障元件启动时刻前半周波5个最大采样值和后半周对应5个最大采样值。
[0029]第二方面，提供一种非全相供电线路的综合保护系统，包括：
[0030]信息采集模块，用于在确定出变电站侧牵引供电线路保护已启动时，采集变电站侧两相的电流和电压信息；
[0031]采样值提取模块，用于记录故障元件启动时刻，提取该时刻前半周波若干个最大采样值和后半周对应若干个最大采样值；
[0032]判断模块，用于根据所述电流和电压信息、提取的最大采样值以及预先构建的第一判据、第二判据和电压辅助判据，判断变电站侧牵引供电线路是否出现接地故障或相间故障，进而确定是否保护出口。
[0033]第三方面，提供一种处理设备，包括计算机程序指令，其中，所述计算机程序指令被处理设备执行时用于实现上述非全相供电线路的综合保护方法对应的步骤。
[0034]第四方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令，其中，所述计算机程序指令被处理器执行时用于实现上述非全相供电线路的综合保护方法对应的步骤。
[0035]本专利技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点：
[0036]1、本专利技术充分利用了牵引供电线路非全相供电的相角特点，构建了不同故障识别判断，形成识别接地故障和相间故障的综合保护方法。
[0037]2、本专利技术利用采样值进行判断，并能在故障后半周期内实现故障的识别，相对于于基于全周波的傅氏算法，故障识别时间至少压缩50％。
[0038]3、本专利技术完全依赖系统侧的电流互感器配置，无需依赖牵引站侧电流互感器的配置情况，具有较强的实施性。
[0039]综上所述，本专利技术可以广泛应用于供电线路领域中。
附图说明
[0040]通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：
[0041]图1是本专利技术一实施例提供的牵引供电线路结构示意图；
[0042]图2是本专利技术一实施例提供的方法流程示意图；
[0043]图3是本专利技术一实施例提供的两相供电电流曲线示意图。
具体实施方式
[0044]下面将参照附图更详细地描述本专利技术的示例性实施方式。虽然附图中显示了本专利技术的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本专利技术而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本专利技术，并且能够将本专利技术的范围完整地传达给本领域的技术人员。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非全相供电线路的综合保护方法，其特征在于，包括：在确定出变电站侧牵引供电线路保护已启动时，采集变电站侧两相的电流和电压信息；记录故障元件启动时刻，提取该时刻前半周波若干个最大采样值和后半周对应若干个最大采样值；根据所述电流和电压信息、提取的最大采样值以及预先构建的第一判据、第二判据和电压辅助判据，判断变电站侧牵引供电线路是否出现接地故障或相间故障，进而确定是否保护出口。2.如权利要求1所述的一种非全相供电线路的综合保护方法，其特征在于，还包括预先构建基于同时刻电流采样值的第一判据、基于半周波最大值比对法的第二判据和电压辅助判据，包括：对于线路单相接地故障，根据牵引供电线路的两相电流采样值，构建基于同时刻电流采样值的第一判据；对于牵引供电线路相间故障，根据故障启动元件启动时刻前半周波若干个最大采样值和后半周对应若干个最大采样值，构建基于半周波最大值比对法的第二判据；为保证保护不误动，构建电压辅助判据。3.如权利要求1所述的一种非全相供电线路的综合保护方法，其特征在于，所述第一判据为：|i
a
+
b
|&gt;其中，i
a
表示变电站侧A相电流采样值；i
b
表示变电站侧B相电流采样值，δ表示动作门槛值，按照躲过最大负荷电流整定；当|i
a
+
b
|&gt;时，则牵引供电线路出现线路单相接地故障。4.如权利要求1所述的一种非全相供电线路的综合保护方法，其特征在于，所述第二判据为：|i
f1
～
n
|&gt;|i1～
n
|其中，i
f
～
n
表示故障启动元件启动时刻后半周波n个最大采样值；i1～
n
表示故障启动元件启动时刻前半周波n个最大采样值；依次比较i
f1
～
n
与i1～
n

【专利技术属性】
技术研发人员：申洪明，肖智宏，闫培丽，刘颖，袁兆祥，王紫琪，王恒，周波，谷松林，王同勋，张祥龙，田羽洲，冯腾，刘文轩，曾文静，杜娜，
申请(专利权)人：国网智能电网研究院有限公司国网四川省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：