[发明专利]基于故障因子的输电线路差动保护系统及保护方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统继电保护技术领域，特别是涉及到输电线路差动保护技术。

背景技术

电流差动保护是继电保护中的一种，其原理是利用基尔霍夫电流定理工作。例如当变压器正常工作或区外故障时，将其看作理想变压器，则流入变压器的电流和流出电流(折算后的电流)相等，差动继电器不动作。当变压器内部故障时，两侧(或三侧)向故障点提供短路电流，差动保护感受到的二次电流的和正比于故障点电流，差动继电器动作。

电流差动保护原理简单、工作可靠且具有良好的选择性，作为输电线路的主保护在电力系统中广泛应用，长期以来其原理研究及应用受到了保护工作者的极大关注。

现有技术中，差动保护的动作判据可以分为两类，基于工频正弦稳态分量的差动判据和基于的暂态分量的差动判据。基于稳态分量的差动判据易受负荷电流的影响，在区外故障时灵敏度低，在区内高阻接地故障时可能出现保护拒动。例如现有技术1(汤俊、王晓茹，“反应重负荷下高阻故障的稳态量线路差动保护判据”[J]，《中国电机工程学报》，2008，28(4)：72-77)提出了一种自适应电流差动保护判据，通过调节制动系数提高了保护的灵敏度。基于故障分量的保护方案能不受过度电阻和负荷电流的影响，但故障分量只在故障初期短时开放，不能适应高阻缓慢爬升型故障。现有技术2(柳焕章、周泽昕、周春霞，“输电线路突变量电流差动继电器”[J]，《中国电机工程学报》，2013，33(1)：146-151)在制动量中引入灵敏系数，实时修正动作特性，以提高区外短路时保护的可靠性和区内故障时的灵敏度。总体说来，现有技术中的电流差动保护具有负荷电流及故障电流大小对保护存在影响，而且现有技术中的差动保护易受高阻接地、也容易发生转换性故障等。

发明内容

有鉴如此，本发明目的在于解决现有技术中的技术问题，提出一种基于故障因子的输电线路差动保护系统及保护方法，消除负荷电流及故障电流大小对保护的影响，用于解决传统差动保护易受高阻接地、转换性故障等因素影响的问题。

为了实现此目的，本发明采取的技术方案为如下。

一种基于故障因子的输电线路差动保护系统，所述系统包括数据读入模块、故障稳态分量提取模块、保护计算模块和保护动作模块，所述数据读入模块连接至故障稳态分量提取模块和保护计算模块，故障稳态分量提取模块连接至保护计算模块，保护计算模块连接至保护动作模块，其中，

所述数据读入模块用于采集线路两端的电流、线路阻抗、线路对地电容以及节点注入电流值，并将线路两端的电流以及节点注入电流发送至故障稳态分量提取模块，将线路阻抗、线路对地电容以及所形成节点支路关联矩阵并发送至保护计算模块；

所述故障稳态分量提取模块用于根据线路两端的电流、节点注入电流以及节点支路关联矩阵计算的系统故障稳态分量，并将故障稳态分量发送至保护计算模块；

所述保护计算模块用于根据线路两端故障稳态电流计算相关度系数矩阵和线路故障因子，并将线路故障因子发送至保护动作模块；

所述保护动作模块用于确定是否满足保护判据启动条件，并在满足保护判据启动条件时，根据线路故障因子确定是否发送跳闸信号。

其中所述保护计算模块确定线路故障因子包括：