[发明专利]一种输电线路的线路保护方法

权利要求书

1.一种输电线路的线路保护方法，其特征在于，线路保护的内容包括：过电流保护、距离保护、零序电流保护、电网振荡检测/闭锁、自动重合闸、跳闸保护、纵联方向保护、突变保护。

2.如权利要求1所述的输电线路的线路保护方法，其特征在于，根据保护内容设置相应的通用模块，包括过电流模块、距离保护模块、零序电流保护模块、振荡闭锁模块、自动重合闸模块、跳闸模块、纵联方向保护模块、高频保护模块、断路器失灵保护模块、突变量启动模块、过负荷保护模块以及差动保护模块。

3.如权利要求2所述的输电线路的线路保护方法，其特征在于，当电流突变量Δi大于突变量整定值时，突变量启动，其中：

Δi＝||i-i_T|-|i_T-i_2T||

式中，i_T为当前时刻一周期前的采样值，i_2T为两周期前的采样值。

4.如权利要求3所述的输电线路的线路保护方法，其特征在于，距离保护是反应故障点至保护安装地点之间的阻抗，并根据阻抗的大小而确定动作时间的保护，距离保护与振荡闭锁、重合闸相配合，保护出口为三相全跳。

5.如权利要求4所述的输电线路的线路保护方法，其特征在于，距离保护模块包括故障相选相模块、方向判别模块、四边形保护模块以及重合闸加速模块；

当突变量启动后，故障相选相模块进行选相以判断故障的相别，根据电流突变量进行选相，通过比较三个相间电流ΔI_AB、ΔI_BC、ΔI_AC的大小，来判断故障相别；

方向判别模块主要用于判断出口处短路的短路发生处位于保护装置的正向还是反向，以故障发生前两周波的电压，与故障后的电流进行相比来判断故障方向，将方向判别的结果告知四边形保护模块，四边形保护模块根据阻抗特性设置四边形保护区域范围，当测量到的故障相阻抗在四边形区域内，且同时满足方向判别处于正方向时，保护启动；

如果自动重合闸装置动作，线路重新运行，此时如果再次发生故障，重合闸后加速模块将采取加速保护，选取预先设定的加速策略后，不经延时或经过短时间延时后动作；

振荡闭锁模块当系统发生振荡时，可靠地将保护闭锁，直到振荡停息才解除闭锁；系统发生故障时，振荡闭锁不动作，使保护快速可靠地动作；

振荡和短路故障的判定依据为：

振荡时系统各点电压值和电流值均做往复性摆动，而短路时电流电压值是突变的；

振荡时电流电压值的变化速度较慢，而短路时电流电压值的突变量较大；

振荡时系统任何一点电流与电压之间的相位角都随功角的变化而改变，而短路时，电流与电压之间的相位角是基本不变的；

振荡时，三相完全对称，电力系统中没有负序分量出现，而当短路时，将出现负序分量。

6.如权利要求5所述的输电线路的线路保护方法，其特征在于，过电流保护通过监测电流值的变化量判断系统故障，当满足过电流中的反时限保护、短延时保护或瞬动保护中的任一整定值或达到整定动作时间时，保护开关或保护断路器动作，切断电路；

零序电流保护模块在当发生接地短路故障时，利用产生的零序电流、零序电压和零序功率的变化判断短路故障，突变量启动模块将突变量启动信息告知各个零序电流模块及方向判别模块，发送相关电气量信息，方向判别模块利用零序电流和零序电压之间的夹角来判定正、反方向，零序电流模块内部进行零序电流与整定值的比较，当零序电流值大于相应的整定值，则该段保护启动；

跳闸保护模块与输出跳闸信号的所有模块相关联，当接收到跳闸指令后，将进行跳闸信号的汇总处理，并发出跳闸指令，在发出最终的跳闸指令后，将跳闸信息发送给重合闸模块，作为重合闸模块的启动信号；

重合闸模块在保护动作跳闸之后等待瞬时性故障消失，线路绝缘恢复，自动将线路投入正常运行，如果线路上的故障是永久性故障，利用重合闸后加速功能，重合于故障后不加延时或小延时跳闸，并于此时闭锁重合闸，不再重合，重合闸模块从跳闸模块接收最后的跳令信息，重合闸成功后通知重合闸后加速保护模块；

纵联方向保护模块是由线路两侧的方向元件分别对故障的方向作出判断，然后通过高频信号作出综合的判断，即对两侧的故障方向进行比较以决定是否跳闸；

高频保护模块采用高频载波通信技术，在电力线路上输送载波高频信号的高频通道或微波通道来代替辅助导线，构成高频保护或微波保护，高频保护是将线路两端的电流相位或功率方向转变为高频信号，然后利用输电线路本身构成高频电流的通道将此信号传送到另一端，在线路两端保护装置中进行电流相位或功率方向比较；

断路器失灵保护模块是当系统发生故障时，故障元件的保护动作，而且断路器操作机构失灵拒绝跳闸时，通过故障元件的保护作用于同一变电所相邻元件断路器使之跳闸切除故障的接线，其动作判定条件为：

①故障元件保护动作未发生；

②在故障元件的被保护范围内仍存在故障；

差动保护模块是线路中的电流在同一部位产生了一定值的突变量或在同一段线路中的不同部位的电流差值达到了一定值时进行线路保护动作；

差动保护的判定依据为：

ΔI_CD＞KΔI_ZD

ΔI_CD＞I_set

其中ΔI_CD为差动电流，K为制动系数，取0.8-1，ΔI_ZD为制动电流，I_set为整定电流值；

差动保护的两个判定依据满足其一即进行线路保护动作；

其中，ΔIZD=-ImIncosθ,|θ|≥π20,|θ|<π2]]>

式中，I_m为线路一端测得的电流值，I_n为线路另一端测得的电流值，θ为I_m与I_n的相位夹角；

过负荷保护模块通过过负荷保护继电器，分别设置接地、相间负荷限制，通过定值的整定，将可能出现的过负荷情况限制在动作区之外；

过负荷保护继电器的动作值为：

式中表示向量与向量之间的夹角，α为电压向量与电流向量之间的夹角；

为线路的电压向量，为线路的电流向量，R_set为电阻整定值。