[发明专利]一种基于特勒根似功率定理的继电保护方法

说明书

本发明公开了一种基于特勒根似功率定理的继电保护方法，包括以下步骤：建立被保护单元的两个多端口网络，实时检测各个端口的电流量和电压量；根据特勒根似功率定理，将一个网络的每个端口电流量与另一网络相对应的端口的电压量乘积求和，将两个网络的计算值求差值，取其绝对值，得到多端口网络的似功率差，将多端口网络的似功率差与整定值作比较，若大于整定值，则判断被保护单元发生了内部故障。本发明采用工频电气量，不受分布电容电流和负荷电流的影响，不需要各端口数据同步，无需线路和设备的参数，可以用于电力线路和电力设备的纵联保护，也可以用于广域继电保护。

技术领域

本发明涉及电力系统继电保护技术领域，尤其涉及一种基于特勒根似功率定理的继电保护方法。

背景技术

在传统保护中，纵联保护由于具有绝对的选择性，保护范围内任意位置故障都能够实现快速动作，因而被广泛应用于各种电压等级的输电线路和各种容量的电力设备中。例如电流差动保护应用于发电机、变压器、输电线路等等；纵联方向保护用于输电线路等等。其中电流差动保护灵敏度高，具有良好的故障选相能力，因而得到了广泛地应用。但是电流差动保护的灵敏度受分布电容电流、负荷电流等的影响，对高阻接地故障的反应能力不足；通过采用分布电容电流补偿、突变量差动、零序电流差动等方法能够在特定情况下提高差动保护的灵敏度，但是增加了保护的复杂性。此外，电流差动保护需要参与差动计算的各端数据严格同步，因此对采样同步和通信通道时间延迟的一致性提出了很高的要求。纵联方向保护原理简单，不需要两端数据严格同步，但是容易受到功率倒向、方向元件灵敏度等因素的影响，因而保护逻辑较为复杂，在各种复杂故障如转换性故障、非全相故障等情况下可靠性和速动性存在不足。

大型电网互联对电力系统继电保护提出了更高的要求，基于广域信息实现的广域继电保护能够对一个区域电网实现保护功能，成为继电保护领域研究和应用的热点。目前的广域继电保护主要沿用传统纵联保护的电流差动、纵联方向等原理，将广域多端信息代入原有保护算法，实现广域保护的功能。但是随着广域保护范围的扩大，上述传统保护的不足也会被放大。广域保护由于保护范围大，分布电容电流和负荷电流都增大，因而差动保护的灵敏度将会大大降低；由于广域差动保护需要电网多端的量测数据严格同步，工程实现的难度很大，经济性较差。广域继电保护的保护范围大，发生各种复杂故障的可能性增加，因而纵联方向保护的可靠性和速动性难以满足需求。

除传统保护原理之外，也有学者提出基于行波、故障暂态电气量等的纵联保护方案。这些方案需要采集和分析高频信息，对电量采集设备、继电保护软件硬件能力提出了很高的要求，并且容易受系统各种高频干扰的影响。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种基于特勒根似功率定理的继电保护方法，本方法基于特勒根似功率定理，采用工频电气量，不受分布电容电流和负荷电流的影响，不需要各端口数据同步，无需线路和设备的参数，可以用于电力线路和电力设备的纵联保护，也可以用于广域继电保护。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于特勒根似功率定理的继电保护方法，包括以下步骤：

(1)建立被保护单元的两个多端口网络，实时检测各个端口的电流量和电压量；

(2)根据特勒根似功率定理，将一个网络的每个端口电流量与另一网络相对应的端口的电压量乘积求和，将两个网络的计算值求差值，取其绝对值，得到多端口网络的似功率差，将多端口网络的似功率差与整定值作比较，若大于整定值，则判断被保护单元发生了内部故障。

所述步骤(1)中，被保护单元是指被保护线路、设备或者区域电网。

所述步骤(1)中，建立两个多端口网络，在被保护单元无内部故障时，两个多端口网络拓扑结构相同，网络中对应支路的元件参数相同，发生内部故障时，两个多端口网络在故障处的拓扑结构或者元件参数不同。