[发明专利]一种输电线路单相重合闸前的永久性故障快速识别方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统输电线路继电保护领域，具体涉及一种输电线路单相重合闸前的永久性故障快速识别方法。

背景技术

单相重合闸技术是现代超/特高压电网快速恢复供电和维持系统稳定的有效措施。但是，现有的单相重合闸的动作存在盲目性，单相故障跳闸后经固定时限0.5s～1.5s后自动重合，存在重合于永久性故障带来的二次短路冲击危险；同时，在超/特高压线路的不成功重合的情况下，短时间内二次跳闸的不同步将产生危险的过电压，严重威胁电气主设备的安全和系统运行的稳定性。为了避免盲目重合带来的潜在危险，就必须做到重合前确定线路是瞬时性故障还是永久性故障，实现瞬时性故障重合而永久性故障不重合，即自适应重合闸。

自适应重合闸其核心就是区分瞬时性故障和永久性故障，现有判别方法主要包括基于恢复电压特性和基于瞬时性故障电弧特性两类。前者利用了电容耦合电压特性来区分瞬时性故障和永久性故障，其灵敏度和耐过渡电阻能力受线路长度影响；后者主要利用故障一次、二次电弧阶段暂态信号的谐波特征来区分瞬时性故障和永久性故障，其判别精度与电弧熄弧过程、高频信号获取精度以及故障状态密切相关，难以实用化。此外，伴随着快速保护装置和高速断路器在超/特高压输电系统的应用，故障一次、二次电弧阶段存在时间大大缩短，且高补偿度并联电抗器的投入，不论是电弧阶段还是恢复电压阶段对应故障相端电压幅值低，甚至不到线路额定电压的5％，线路电压互感器测量断开相端电压的可信度降低，同时判别结果可靠性降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种输电线路单相重合闸前的永久性故障快速识别方法，能够基于恢复电压阶段的稳定可靠电气量，利用断开相并联电抗器电流的低频自由分量幅值特性，更为可靠地识别输电线路的单相永久性故障，解决现有方法的可靠性低、判别时间长、实用性差的问题。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现。

一种输电线路单相重合闸前的永久性故障快速识别方法，其输电线路的至少一端设置有三相并联电抗器和中性点小电抗器，其特征在于，包括以下步骤：

(1)采集三相并联电抗器的实时电流i_Lφ(t)，其幅值为I_FLφ，其中φ＝A、B、C，有且仅有一相满足公式I_FLφ≤(0.70～080)I_Le时确定为单相故障及其对应故障相别，其中I_Le为三相并联电抗器的正常工作电流幅值；并且当单相故障相的实时电流幅值I_TLφ，满足公式I_TLφ≤(0.40～050)I_Le  φ＝A、B、C时，判定该故障相处于跳闸断开状态，为断开相；

(2)计算瞬时性故障时断开相并联电抗器电流的低频自振分量频率ω_L，

ωL=LP+2LnLP(LP+3Ln)(2Cm+C0)]]>

其中：

L_P、L_n分别为并联电抗器及中性点小电抗器的等值电感，

C_m、C₀分别为线路全长相间电容及对地电容；