[发明专利]基于故障初始角与过渡电阻的母线暂态保护方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统中母线的保护技术，尤其涉及到利用故障暂态信息，基于故障初始角、过渡电阻 的母线保护方法，所提出的方法适用高压、超高压和特高压电网的母线保护。

背景技术

传统的母线保护主要是以工频量变化量为故障特征的保护，保护动作一般需要20～40ms，同时基于工 频电气量变化的保护容易受到输电线路分布电容电流、电流互感器饱和、电力系统振荡和过渡电阻等因素 的影响。母线保护对于保证电力系统安全可靠运行起着的重要的作用，随着电网的不断发展，要求继电保 护切除故障的时间更短，同时对保护可靠性的要求也更高。基于故障产生的高频分量的暂态保护具有超高 速动作特性，并且不受电流互感器饱和、电力系统振荡等影响。因此，自从故障暂态保护被提出以来，暂 态保护受到电力系统继电保护工作者与学者的广泛关注。尽管暂态保护被认为是一种很有前景的保护，但 是暂态保护由于其性能不够稳定，可靠性不高，在实际应用中并未得到广泛推广。究其原因，传统的暂态 保护没有有效克服故障初始角和过渡电阻的影响。中国发明专利公开说明书CN2013100656942(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)公开了一种基于按故障初始角与过渡电阻归算后暂态量 的单端暂态保护方法。相对于传统暂态方法，该保护方法有效克服了故障初始角与过渡电阻对保护的影响， 使得可靠性得到了大幅提高。但是至今，母线保护方法仍没有消除故障初始角与过渡电阻的影响，因此有 必要研究更加可靠、高速的母线保护，以满足电力系统的不断发展。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术不足，提供了一种用于保护电网母线的方法，基本原理是：母线故障时， 在母线的各条支路(包括变压器支路与母线的出线)上观测到的归算后的高频分量处理量都很大，而在母 线外故障时，在母线的大多数支路上观测到的归算后的高频分量处理量很小；因此，提取母线各条支路的 高频分量，并计算它们的高频分量处理量，对高频分量处理量按过故障初始角与过渡电阻进行归算得到归 算后的高频分量处理量，利用归算后的高频分量处理量构造故障特征、构造保护判据，可以准确判断母线 是否故障；本发明的高频分量处理量或者为母线支路的故障信号的高频分量的能量、或熵、或信号复杂度、 或信号奇异度、或模极大值、或李氏指数、或瞬时幅值积分、或瞬时幅值累加和、或瞬时幅值、或奇异值、 或其它高频分量处理量他们中的一种；高频分量处理量或者为母线支路的故障信号的两个高频分量的能量 差值、或熵差值、或信号复杂度差值、或信号奇异度差值、或模极大值差值、或李氏指数差值、或瞬时幅 值积分差值、或瞬时幅值累加和之差值、或瞬时幅值差值、或奇异值差值、或其它高频分量处理量差值他 们中的一种；高频分量处理量或者为母线支路的故障信号的两个高频分量的能量比值、或熵比值、或信号 复杂度比值、或信号奇异度比值、或模极大值比值、或李氏指数比值、或瞬时幅值积分比值、或瞬时幅值 累加和之比值、或瞬时幅值比值、或奇异值比值、或其它高频分量处理量比值他们中的一种；高频分量处 理量或者为母线的两条支路之间的故障信号高频分量的能量差值、或熵差值、或信号复杂度差值、或信号 奇异度差值、或模极大值差值、或李氏指数差值、或瞬时幅值积分差值、或瞬时幅值累加和之差值、或瞬 时幅值差值、或奇异值差值、或其它高频分量处理量差值他们中的一种；高频分量处理量或者为母线的两 条支路之间的故障信号高频分量的能量比值、或熵比值、或信号复杂度比值、或信号奇异度比值、或模极 大值比值、或李氏指数比值、或瞬时幅值积分比值、或瞬时幅值累加和之比值、或瞬时幅值比值、或奇异 值比值、或其它高频分量处理量比值他们中的一种。

就本发明的母线线路保护方法而言，实施步骤包括：(1)提取母线所有支路的故障信号高频分量；(2) 计算高频分量处理量；(3)保护是否启动判断：如果有高频分量处理量满足保护启动条件，则启动保护， 进入下一步；否则，返回步骤1；(4)判别故障类型与故障选相；(5)计算故障初始角与过渡电阻；(6) 对每个高频分量处理量按故障初始角和过渡电阻进行归算，得到归算后的高频分量处理量；(7)将所有归 算后的高频分量处理量一起联合作为故障特征，进行故障判断。

本发明提出的基于故障初始角与过渡电阻的母线暂态保护方法，有如下有益效果：