[发明专利]一种快速判别线路故障方向的方法

说明书

本发明公开了一种快速判别线路故障方向的方法，包括S1：采集继电保护装置安装处的电压和电流信息，并处理获得记忆电压和记忆电流；S2：当线路发生短路故障时，获得继电保护装置安装处故障后电压和故障后电流；S3：根据记忆电压、记忆电流、故障后电压和线路参数，计算继电保护装置安装处背侧电源与母线之间的第一种电压降落；根据故障后电流和线路参数，计算继电保护装置安装处背侧电源与母线之间的第二种电压降落；S4：根据故障后一短时间内所述第一种电压降落和第二种电压降落的变化趋势来判断故障方向。本发明判据简单、动作速度快，能够解决含新能源接入、存在直流落点的交流线路发生故障时传统方向元件不能可靠判别故障方向的问题。

技术领域

本发明属于电力系统继电保护领域，更具体地，涉及一种快速判别线路故障方向的方法。

背景技术

新能源发电作为清洁能源在电力系统中的得到广泛应用，直流输电在电力系统应用越来越多，但是由于新能源接入后的短路故障特性以及直流输电交流侧短路故障特性与传统交流同步电机电源系统的故障特性有本质区别，给传统继电保护装置正常稳定工作带来巨大挑战。在含新能源或直流落点的交流线路发生短路故障时，其故障特征受新能源或直流换流阀的电力电子设备和控制系统的影响，导致故障特征复杂多样，传统的方向元件不能可靠的判别故障方向，难以适应电力系统的变化。

例如在含大规模双馈风电场的输电线路发生短路故障，因故障电流的主频率不再保持为工频50Hz，传统基于工频量的方向元件容易错误的判断故障方向，从而在反向故障时误动和正向故障时拒动。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种快速判别线路故障方向的方法，解决现有技术存在的对于含新能源接入或直流落点的交流线路短路故障方向判不准、不具有普适性的技术问题。

本发明提供了一种快速判别线路故障方向的方法，方法基于的系统结构包括：第一等值电源、第一母线、被保护线路、第二母线、第二等值电源、第一继电保护装置和第二继电保护装置，第一等值电源与第一母线相连，第一母线通过被保护线路与第二母线相连，第二母线与第二等值电源相连；第一继电保护装置安装在第一母线出口处，第二继电保护装置安装在第二母线出口处；方法包括下述步骤：

S1：采集继电保护装置安装处的电压和电流信息，并对采集的信息进行处理后获得记忆电压和记忆电流；

S2：当线路发生短路故障时，采集继电保护装置安装处的故障后电压和电流信息，并对采集的故障信息进行处理后获得故障后电压和故障后电流；

S3：根据所述记忆电压、所述记忆电流、所述故障后电压和线路参数，计算继电保护装置安装处背侧电源与母线之间的第一种电压降落；

根据所述故障后电流和线路参数，计算继电保护装置安装处背侧电源与母线之间的第二种电压降落；

S4：根据故障后一短时间内继电保护装置安装处背侧电源与母线之间的所述第一种电压降落和所述第二种电压降落的变化趋势来判断故障方向。

更进一步地，步骤S3中，所述第一种电压降落计算方法为：

Δu_1k(t)＝u_k(t-T)+f[i_k(t-T)]-u_k(t)；

所述第二种电压降落计算方法为：

Δu_2k(t)＝f[i_k(t)]；