本发明专利技术涉及一种结构简单，使用方便，检测速度快，灵敏度高等优点的暂态行波幅值积分式超高速母线保护系统及其方法。若母线上连接有Ｎ条出线，则在每条出线的出口处就地安装Ｎ个保护单元；保护单元之间通过信号总线相互通信；各保护单元高速采集本线路的电流、电压信号，独立进行故障方向的判断；如果某保护单元判别出本线路发生正方向故障，则发出闭锁动作信息并通过信号总线将判别结果传给其他保护单元，同时接收其它单元对各自线路故障方向的判别结果，每个保护单元综合分析所有保护单元的判别结果，进而确定母线状态；若各保护单元均判断故障来自反方向，则确定母线发生故障，从而立即发出指令跳开各自侧开关，将故障母线隔离；否则，母线未发生故障，不需隔离。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种。
技术介绍
联系各种电力元件如电源、输电线路和负荷的变电站母线是电力系统最重要的 元件之一。如果母线上发生故障，母线保护必须快速切除联接其上的所有元件。一旦 母线保护发生误判行为，轻则导致损失大量功率或者影响设备安全，重则导致大面积停 电，甚至引起系统的稳定问题，其后果可能是灾难性的。因此设计合理的母线保护方 案、选择优异的保护算法，对母线保护的可靠性、选择性和灵敏性以及动作速度都至关 重要。按照保护原理划分，母线保护主要有基于工频量保护和基于暂态量保护两大 类。其中工频量电流差动保护是目前应用最广泛的母线保护，但是在各种因素的影响 下，如CT误差、比例误配以及在外部故障时部分CT的饱和等，都有可能导致此类保护 的误操作。比例差动原理的引入可解决上述因素的影响，但它也同时降低了差动保护的 灵敏度。为了消除故障暂态过程的影响，基于工频量的保护均采取滤波技术滤除故障高 频分量，而滤波势必延长信号的处理过程，影响保护的动作时间。同时，联于变电站母 线上的元件较多，这可能进一步影响保护对故障的判断时间，因此该原理保护一般灵敏 度较低，动作时间较长。实际上，故障暂态过程包含有丰富的故障信息，如果能够从中准确地提取出故 障特征，则可实现超高速保护。由于基于高频暂态量的保护一般在CT饱和之前既已完 成对故障的判断，因此CT饱和不会影响保护的性能。文献.电工技术学报，2003， 18(2) 95-99.，李伟，王倩，杜延辉.基于数学形态学暂态特征提取的分布式母线保护 .电力系统保护与控制，2009，37(2) 11-15.]提出了基于暂态电流的母线保护算法， 并利用小波变换技术或数学形态学技术识别故障特征，但此类算法只采用暂态电流信 号，如果发生小初始角故障，则对其识别方法产生重大影响。文献.中国电机工程学报，2004， 24(6) 7-12.]提出了利用线路暂态行波功率方向的分布式母线保护，采用小波变换提取 初始电压行波和电流行波的模量极大值，由二者的组合确定故障方向，综合各元件的判 别结果最终识别母线区内外故障，但该方法仍然没有解决小初始角故障的影响问题。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为解决上述问题，提供一种结构简单，使用方便，检测速度 快，灵敏度高等优点的。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案—种暂态行波幅值积分式超高速母线保护系统，该系统由分布式母线保护单元和信号总线组成。母线上有N条出线，则在每条出线处装设一个保护单元，共安装N 个单元，各保护单元之间可通过信号总线进行通信。其工作流程如下每个保护单元采 集本线路的电流、电压信号和开关的位置信号，各单元独立进行所在线路故障方向的判 断；若某保护单元判别出本线路发生正方向故障，则发出闭锁动作信息并通过信号总线 将判别结果传给其它保护单元，同时接收其它单元对各自线路故障方向的判别结果；每 个保护单元综合分析所有保护单元的判别结果，进而确定母线状态；若各保护单元均判 断故障来自反方向，则得出母线发生故障，从而立即发出指令跳开各自侧开关，将故障 母线隔离；否则，母线未发生故障，不需隔离。 所述保护单元是一种保护装置，就地安装在各条线路的出口处，能够独立进行 该线路故障方向的判断，并能够控制本线路的开关，各保护单元经信号总线进行相互通一种暂态行波幅值积分式超高速母线保护方法，利用母线故障时，在所有出线 上检测到的初始暂态行波均来自于线路的背后，是正向行波；而线路故障时，在所有非 故障线路上检测到的初始行波是正向行波，但故障线路上检测到的初始行波是反向行波 的特点，根据故障后特定时间内各条出线上正向行波幅值积分和反向行波幅值积分的比 值关系，识别母线故障还是线路故障，并采取相应的措施。所述识别母线是否故障的依据是当某条出线正向故障时，在此线路的出口处 所检测到的正向行波等于反向行波乘以反射系数；而反向故障时，正向行波等于背侧入 射波的折射波，而反向行波等于零；当母线上发生故障时，在所有线路的出口处只能检 测到正向行波，而无反向行波；对于正向故障，正向行波的幅值小于反向行波的幅值； 而对于反向故障，正向行波的幅值远大于反向行波的幅值，据此即可判断母线是否故 障。本专利技术提出了一种暂态行波幅值积分式超高速母线保护技术。该技术是利用母 线故障时，在所有出线上检测到的初始暂态行波均来自于线路的背后，是正向行波；而 线路故障时，在所有非故障线路上检测到的初始行波是正向行波，但故障线路上检测到 的初始行波是反向行波。根据故障后特定时间内各条出线上正向行波幅值积分和反向行 波幅值积分的比值关系，可以快速地识别出母线故障还是线路故障。通过对一典型的 变电站母线进行了仿真，设置各种故障条件，以此验证该母线保护原理的正确性和有效 性。保护原理1.1故障行波的基本理论附图说明图1所示为一简单的变电站母线，共有η条出线，分别为^至^，线路的波阻抗 均为Ζ。。当线路I1上某点fl处发生故障时，由叠加理论可知，线路上的任何故障相当于 在故障点附加一电压源，由此产生的行波从扰动点沿线路向两侧传播，并在波阻抗不连 续处产生折反射。以保护检测点R1为起点，在线路上任意一点χ处，由波动方程可得该 点的暂态电压、电流为XXAu = u+(t — _) + u'(t + —)(1)VV权利要求1.一种暂态行波幅值积分式超高速母线保护系统，其特征是，若母线上连接有N条 出线，则在每条出线的出口处就地安装N个保护单元；保护单元之间通过信号总线相互 通信；各保护单元高速采集本线路的电流、电压信号，独立进行故障方向的判断；如果 某保护单元判别出本线路发生正方向故障，则发出闭锁动作信息并通过信号总线将判别 结果传给其他保护单元，同时接收其它单元对各自线路故障方向的判别结果，每个保护 单元综合分析所有保护单元的判别结果，进而确定母线状态；若各保护单元均判断故障 来自反方向，则确定母线发生故障，从而立即发出指令跳开各自侧开关，将故障母线隔 离；否则，母线未发生故障，不需隔离。2.—种暂态行波幅值积分式超高速母线保护方法，其特征是，利用母线故障时，在 所有出线上检测到的初始暂态行波均来自于线路的背后，是正向行波；而线路故障时， 在所有非故障线路上检测到的初始行波是正向行波，但故障线路上检测到的初始行波是 反向行波的特点，根据故障后特定时间内各条出线上正向行波幅值积分和反向行波幅值 积分的比值关系，识别母线故障还是线路故障，并采取相应的措施。3.如权利要求2所述的暂态行波幅值积分式超高速母线保护方法，其特征是，所述识 别母线是否故障的依据是当某条出线正向故障时，在此线路的出口处所检测到的正向 行波等于反向行波乘以反射系数；而反向故障时，正向行波等于背侧入射波的折射波， 而反向行波等于零；当母线上发生故障时，在一定的时间段内，在所有线路的出口处只 能检测到正向行波，而无反向行波；对于正向故障，正向行波的幅值积分小于反向行波 的幅值积分；而对于反向故障，正向行波的幅值积分远大于反向行波的幅值积分，据此 即可判断母线是否故障。全文摘要本专利技术涉及一种结构简单，使用方便，检测速度快，灵敏度高等优点的。若母线上连接有N条出线，则在每条出线的出口处就地安装N个保护单元；保护单元之间通过信号总线相互通信；本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种暂态行波幅值积分式超高速母线保护系统，其特征是，若母线上连接有Ｎ条出线，则在每条出线的出口处就地安装Ｎ个保护单元；保护单元之间通过信号总线相互通信；各保护单元高速采集本线路的电流、电压信号，独立进行故障方向的判断；如果某保护单元判别出本线路发生正方向故障，则发出闭锁动作信息并通过信号总线将判别结果传给其他保护单元，同时接收其它单元对各自线路故障方向的判别结果，每个保护单元综合分析所有保护单元的判别结果，进而确定母线状态；若各保护单元均判断故障来自反方向，则确定母线发生故障，从而立即发出指令跳开各自侧开关，将故障母线隔离；否则，母线未发生故障，不需隔离。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：邹贵彬，高厚磊，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：88
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