[发明专利]一种利用故障暂态电流分量保护的继电器及其应用方法

说明书

技术领域：

本发明属于电力系统继电保护领域，涉及一种利用故障暂态电流分量保护的继电器及 其应用方法。

背景技术

自过电流继电器在电力系统第一次问世以来，至今已过了一个世纪。保护装置技术从 机电式、晶体管式、集成电路式发展到了微处理机式。目前，在电力系统保护领域里，以微 处理机为基础的数字式继电器已逐步取代传统继电器。然而，基于工频信号的各种保护原 理仍然发挥着主导作用。

上个世纪七十年代后期，随着电力网络的不断扩张，对快速清除故障、从而改进系统 稳定性的需求，引发了人们利用非工频故障检测技术来提高继电器响应速度的研究热情。 从而导致了人们对基于行波和叠加故障分量的所谓超高速继电器的研究，利用故障生成的 暂态过程来实现输电线路的保护。但是，由于当时的数字处理技术的限制，该项技术没有 能够成为电力线路中的主要保护装置。

近年来，微型计算机技术以及新式传感器技术的快速发展，使得过去认为不可能的故 障检测技术变为可行，进一步激发了人们把故障产生的暂态过程应用于保护的兴趣。研究 发现，故障产生的高频暂态过程，不仅可以被检出，而且可以用于开发新的保护原理和保护 技术。

首先，在保护原理方面，产生了“暂态量保护”。它利用故障产生的暂态分量来进行 故障的判别，实现保护功能，具有响应快和准确度高的优点，而且不受工频现象如过渡电 阻、系统振荡、CT饱和等的影响。其中“定位保护”和“极性比较保护”是新颖的线路 保护途径。

“定位保护”依靠检测到的故障高频暂态电流信号以及其沿线路的传播时间确定在 该线路上的实际位置。它利用全球定位系统(GPS)的定位功能，当检测到故障高频瞬态信 号时确定瞬时值，并利用载波通信系统将这一信息传给其它变电站。通过对系统中各点瞬 态信号到达时间的比较，继电器可以确定并指出系统故障的位置。但对于靠近母线的故障， 仅仅依靠GPS的时间追踪信号很难确定故障线路的位置，甚至于测量的误差可能导致继电 器的误动作。

“极性比较保护”技术依赖于对故障暂态电流信号的检测，通过高级的滤波技术提 取一定频段内的暂态电流信号，通过比较暂态电流信号的极性来确定具体的故障区段。极 性比较保护虽然在确定故障区段方面有很高的可靠性，但却不能确定出具体的故障位置。

其次，在保护技术方面，保护平台信号处理能力的极大提高以及分布式通信的应用 提供了集成保护的机会。研究表明，从各个发电厂与元件获得的信息可以用来开发新的保 护原理与方案。这些方案与现有的基于单个发电厂或元件的保护技术相比将具有极大的优 势。新的暂态保护技术不仅可以保护单个发电厂而且通过现代通信技术可以发展新的电网 集成保护。

发明内容

针对现有技术中对于靠近母线的故障，依靠GPS的时间追踪信号很难确定故障线路 的具体位置，可能导致继电器的误动做；极性比较保护虽然在确定故障区段方面有很高的 可靠性，但却不能确定出具体的故障位置，本发明提出一种利用故障暂态电流分量保护的 继电器的技术方案：