[发明专利]一种直流输电线路行波保护的雷击故障识别方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统继电保护技术领域，具体地说是一种直流输电线路行波保护的雷击故障识别方法。

背景技术

随着经济建设的快速发展，跨区域的长距离输电成为必然。因此，±800kV特高压直流(UHVDC)输电系统越来越受到关注，到2010年我国将建成世界首个±g00kVUHVDC输电工程——云广直流输电工程。由于远距离的输电使线路发生短路、雷击的概率大大增加，严重威胁到直流系统的稳定运行，因此有必要对雷电波干扰进行正确识别。雷电冲击通常为一单极性脉冲波，上升时间和下降时间都很短，属于高频信号。对基于工频量的传统保护，雷电所产生的高频分量会作为干扰而滤掉，而线路雷害的形成主要是在雷电过电压的作用下，线路绝缘发生闪络，当闪络转变为稳定的工频电弧时，才会引起保护的动作，此时实际上已发生了故障。因此雷电冲击对基于工频量的传统保护影响不大^[1]。然而，由于雷击与故障引起的暂态信号都是高频信号，行波保护与暂态保护必须能够正确区分故障行波与非故障行波这两种信号。因此，能否正确识别雷电干扰是行波保护与暂态保护实用化所必须解决的关键问题之一。

随着对行波保护与暂态保护研究的深入，一些研究者已经开始关注雷电干扰的识别问题，并取得了一定的成果[1-9]。文献[1]中的方法只是针对感应雷击，没有系统解决如何识别雷电干扰的问题，不够全面。文献[3]以雷击交流线路不造成故障时，行波(暂态)信号中高频分量与低频分量能量比值大，而故障(包括雷击造成故障)时，行波(暂态)信号中高频分量与低频分量能量比值小，这一特征构成了雷电波的识别方法。但线路发生雷击导线(绕击)并未引起故障时，行波信号中高频分量与低频分量能量比值也可能比较小，与故障时的情况较难区别。文献[4]直接通过比较雷击或故障前后电流变化量的大小来判断是否为雷电干扰，但存在门槛值受多个因素的影响而不易整定，并且也未对感应雷击考虑。

雷击直流输电线路在落雷点会引起强烈的电晕，电晕对行波波头的幅度和陡度有很大影响。直流线路电晕电压的作用与交流不同，它的发展过程和交流电晕有很大差别^[10]。因此，有必要考虑建立冲击电晕及参数频变的线路模型。

参考文献

[1]司大军，束洪春，陈学允，等输电线路雷击的电磁暂态特征分析及其识别方法研究[J].中国电机工程学报，2005，25(7)：64-69.

[2]董杏丽，葛耀中，董新洲.行波保护中雷电干扰问题的对策[J].中国电机工程学报，2002，22(9)：74-78.

[3]王钢，李海锋，赵建仓，等.基于小波多尺度的输电线路直击雷暂态识别[J].中国电机工程学报，2004，24(4)：139-144.

[4]李海锋，王钢，赵建仓.输电线路感应雷击暂态特性分析及其识别方法[J].中国电机工程学报，2004，24(3)：114-119.

[5]叶会生，何俊佳，李化，林福昌.雷击高压直流线路杆塔时的过电压和闪络仿真研究[J].电网技术，2005，29(29)：31-35.

[6]詹花茂，李成榕，等.采用MOA的输电线路雷电响应分析模型[J].高电压技术，2004，30(8)：1-2.

[7]刘振亚.特高压直流输电技术研究成果专辑[M].北京，中国电力出版社，2005.

[8]王钢，李志铿，李海锋.±800kV特高压直流线路暂态保护[J].电力系统自动化，2007，31(21)：40-43，48.

[9]段建东，任晋峰，张保会，罗四倍.超高速保护中雷电干扰识别的暂态研究[J].中国电机工程学报，2006，26(23)：7-13.

[10]The IEEE Working Group.IEEE Guide for Improving the Lighting Performance ofTransmission Lines.New York：IEEE Press，1997.

[11]M A Al-Tai，H S B Elayyan.The simulation of surge corona on transmission lines.IEEETrans.PD，Vol.4，No.2，Apr.1989，pp.1360～1368.

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，在对雷击特高压直流输电线路及非雷击短路故障的电磁暂态特征分析的基础上，提出一种可以正确区分故障行波与雷电干扰的直流输电线路行波保护的雷击故障识别方法。

(1)雷击特高压直流输电线路与非雷击短路故障的电磁暂态特征