[发明专利]半波长输电线路单端量行波保护方法

说明书

本发明公开一种半波长输电线路单端量行波保护方法，首先通过理论分析和仿真得到故障点处行波为阶跃信号，频率含量丰富，输电线路参数的频变特性使得不同频率分量在线路中传播的速度不同，行波波前形状发生畸变的结论；由此通过构造α模电流行波故障分量的相关系数形成半波长输电线路单端量行波保护方法。本方法提取波前故障距离信息的同时具有高耐过渡电阻能力，保护范围广，较传统斜率计算方法更可靠，不易受到雷击等扰动影响。本方法利用的是单端量行波包含的故障信息，所利用的数据窗很短，无需通信，所以该方法将有很高的速动性，且不受线路分布参数特性影响。

技术领域

本发明属于电力系统继电保护领域，特别涉及一种半波长输电线路单端量行波保护方法。

背景技术

全球能源互联网的提出，对长距离交流输电技术的发展提出了新的需求。在长距离输电技术中，为了让输电线路横跨洲际，半波长交流输电技术有着很重要的意义。其传输系统的结构比其他任何可能的超远距离交流或直流输电系统都更为简单，且相比于直流输电技术，交流输电设备的制造成本比直流换流设备更低，具有无需安装无功补偿装置、电压稳定性极好、两端电源电气距离短、经济性高于EHVAC等众多优点。

半波长输电线路的现有的方案是电流差动保护，而电流差动保护的基本原理是基于基尔荷夫电流定律的，这需要在集总参数上才可以正确使用，而对于长达几千公里的长距离输电线路来说，在工频50Hz下已不能当作集总电路，且由于线路分布电容大，存在适用性问题，并且半波长输电适用于高电压等级输电，故障发生后对保护速动性有很高要求，纵联保护需要通信动作速度较慢。因此有必要研究一种高速动性、不受线路分布参数影响的保护方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种半波长输电线路单端量行波保护方法，以改善现有半波长保护的缺陷。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

半波长输电线路单端量行波保护方法，包括以下步骤：

1)按式(1)测量并计算线路首端保护安装处故障分量电流：

Δi_abc＝i_abc-i_abc0 (1)

其中，Δi_abc为相电流故障分量，i_abc为测量的相电流，i_abc0为一个周波前相电流；

2)按下式计算出故障分量模电流；

3)计算线路首端测得的故障分量α模电流行波斜率，表达式为：

其中，i_α为线路首端保护测得的故障分量α模电流采样值，n为α模电流采样点序号；k为线路故障分量α模电流斜率值；当满足|k|≥k_set，保护启动，计算接下来采样点的斜率，当出现了第一个斜率的减小值时，将之前得到的最大斜率作为相关判别的起始点；

4)保护启动后，对故障类型进行判别；确定了故障类型后，计算故障采样数据与线路中点发生对应的金属性故障时，故障分量α模电流行波采样值之间的相关系数，表达式为：

式中T为保护判别所采用的数据长度，T_s为采样步长，i_αsetk(j)为线路中点附近发生不同类型的金属性故障时，故障分量α模电流行波波前T时间段内采样值，为相关系数计算基准，k＝1,2,3，代表单相故障、两相故障、三相故障；i_α(j)为保护测量的故障分量α模电流采样值；