[发明专利]基于过渡电阻与故障角归算输电线路自适应单端暂态保护

说明书

技术领域

本发明涉及电力输电线路保护技术，尤其涉及到利用按过渡电阻与故障角进行归算后的单端暂态量实现线路区内故障与区外故障的识别，进行输电线路保护的方法。 

背景技术

利用输电线路故障单端暂态高频分量构造的单端暂态保护能更大限度地提高保护动作速度、不受电流互感器饱和、工频短路水平等影响，还具有节约通信通道建设费用、可靠性不受通信通道与对端保护是否正常运行的影响，因此单端暂态保护自从提出以来，一直受到国内学者与科研人员广泛关注与不断研究。随着信号处理手段不断改善提高，暂态保护得到了很大发展。近年来，国内外学者提出了一系列基于线路单端暂态量的超高速单端暂态保护，其中最为典型的是基于不同高频段能量比值来实现的单端暂态保护。这些传统暂态保护方法大多都只是将各种信号处理方法应用到暂态保护上来，或提出一些改进措施，比如将小波分析、人工神经网络、数学形态学、改进的小波分析等应用到暂态保护中去。传统的暂态保护方法很少在基本原理上对暂态保护有突破。传统暂态保护一个严重的缺陷是都没有考虑过渡电阻和故障角对暂态保护的影响，因此造成传统暂态保护可靠性不高、保护性能不稳定，这也是传统单端暂态保护没能推广应用的主要原因。此外，有学者研究指出传统单端暂态不能保护线路全长。 

因此，针对传统单端暂态保护性能不够可靠、不够稳定的缺点和不足，本发明专利在深入分析暂态过程机理的基础上，突破了传统暂态保护的局限，从基本原理上提出了一种新型的基于按过渡电阻与故障角归算后暂态量的单端暂态保护方法，该保护方法具有高可靠性、自适应故障类型和过渡电阻与故障角的能力、性能稳定和超高速性能。 

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术不足，提供一种基于过渡电阻与故障角归算输电线路自适应单端暂态保护，应用于保护电力系统中的各种元器件，尤其适用于输电线路，相比于常规保护大幅提高了保护动作速度，相比于传统单端暂态保护大幅提高了保护可靠性，而且能够保护线路全长、保护区域是传统保护区域的两倍。 

基于过渡电阻与故障角归算输电线路自适应单端暂态保护的基本原理是：（1）当输电线路发生故障时，产生大量的高频电流/电压信号，暂态高频信号向两侧传播，在通过两端母线时，由于母线上有大量的对地分布电容，很大一部分暂态高频分量被旁路掉，并且频率越高被旁路掉的越多，对于同一频段的暂态高频信号，在母线近故障侧检测到的暂态高频信号总是强于远故障侧检测到的暂态高频信号；（2）过渡电阻与故障角对线路故障产生的高频分量影响很大，将暂态量（暂态量包括高频分量处理量和高频分量）按过渡电阻与故障角进行归算，利用归算后的暂态量构造的单端暂态保护就可以消除过渡电阻与故障角对单端暂态保护的影响；（3）将母线一侧归算后的暂态量（比如：归算后的高频分量能量）减去另一侧归算后的暂态量构造故障特征量，那么依据该故障特征量的正负符号可以判断出故障的方向，结合故障特征量数值可以判断出故障发生是在正向保护区域内、还是反向保护区域内、还是保护区域之外。依据这一原理可构造出具有高可靠性、性能稳定、能保护线路全长、保护区域是传统保护区域两倍的超高速单端暂态保护。