[发明专利]一种利用S变换的T型输电网单端暂态量全线速动保护方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用S变换的T型输电网单端暂态量全线速动保护方法，属于电力系统继电保护技术领域。

背景技术

在高压输电线路中,T型接线是一种常见的线路连接方式。这种方式接线简单、施工速度快并可有效的减少设备投资和节约输电走廊用地。但同时该线路一般具有输电功率高、负荷重的特点,一旦线路发生故障,有可能造成大面积停电。因此T型线路发生故障时,进行快速有效的保护动作具有更重要的意义。

上世纪90年代，巴斯大学的A.T.Johns和Z.Q.BO等开创性地提出无通道暂态量保护的原理，输电线路的无通道暂态量保护只利用单端量就可以判断出故障是否发生在区内，不需要任何通讯设备和通讯通道，保护方案及保护装置较为简单，易于调试和维护。这种利用故障后一段时窗内高频噪声构成的保护速动性较行波保护有所下降，但较传统工频线路保护而言，其速动性仍有很大提高。区内外故障识别时，需结合信号处理方法来提取所需频带分量表征其所含有的故障特征，而S变换是结合了连续小波变换和短时傅里叶变换的优秀思想并做了进一步的发展,它克服了短时Fourier变换窗口形状固定,时频分辨率不能调节的缺陷。S变换具有较好的时频分辨率和时频定位能力,能够反映非平稳信号的局部特征,既适合于分析具有突变性质的非平稳信号,又在特征提取方面具有结果直观、物理含义明确的优势。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种利用S变换的T型输电网单端暂态量全线速动保护方法。

本发明的技术方案是：一种利用S变换的T型输电网单端暂态量全线速动保护方法，当输电线路发生故障时，对量测端获得的含故障相的线模电流暂态量进行S变换，得到复时频矩阵，求取矩阵各个元素的模值从而得到一个模矩阵，利用模矩阵分别构造高频分量I_H和低频分量I_L，进而分别计算高频暂态能量E_H和低频暂态能量E_L，通过E_H与E_L的比值λ的大小来判别被保护线路区内、外故障；若故障启动后1ms时窗内λ大于或者等于1，则判为区内故障，否则判为区外故障。

所述方法具体步骤为：

第一步：将故障电流进行相模变换得到含故障相的线模电流暂态量；

第二步：对含故障相的线模电流暂态量进行S变换,并对获得的S变换复时频矩阵求取各个元素的模值，从而得到一个模矩阵，其行向量表示信号在某一频率下的时域分布，利用第301行到第602行的数据可构造频率范围为50kHz-100kHz的高频分量I_H；而利用第36行到第72行的数据可构造频率范围为6kHz~12kHz的低频分量I_L；

第三步、分别按式（1）、（2）构造高频暂态能量E_H和低频暂态能量E_L；

                         （1）

                             （2）

式中：n表示当前采样点；K为比例系数，采样率为200kHz，m表示滑动时窗长度内的采样点数；

第四步；计算高频暂态能量与低频暂态能量的比值：

                                                              （3）

 第五步：通过E_H与E_L的比值λ的大小来判别被保护线路区内、外故障，判别式如式（4）所示；

                               （4）

式中j=1，…，200；

若λ(j)在故障启动后1ms时窗内大于或者等于1，则可判别为区内故障；

若不满足式（4），可判别为区外故障。

所述比例系数K设为5，滑动时窗长度内的采样点数m=300。