[发明专利]一种半波长输电线路的电压相位差动保护方法

说明书

本发明涉及一种半波长输电线路的电压故障分量相位差动保护方法，包括下列步骤：利用对称分量法，计算得到负序电压的采样值；同理，计算出N侧负序电压的采样值；设定数据块大小，t时刻后M侧采集到的每个数据块分别减去t时刻前一个数据块，得到一连串电压突变量采样值，利用对称分量法，计算得到正序电压突变量的采样值；同理，计算出N侧正序电压突变量的采样值；利用全波傅里叶算法分别计算出和的相角，并求出其相角差；利用全波傅里叶算法分别计算出和的相角，并求出其相角差；故障判断和保护。

技术领域

本发明涉及电力系统保护领域，具体涉及一种用于半波长输电线路的电压相位差动保护方法。

背景技术

半波长交流输电技术(half-wavelengthAC transmission，HWACT)是指输电的电气距离接近1个工频半波即3000km(50Hz)或2500km(60Hz)的超远距离三相交流输电技术。20世纪40年代，由苏联专家提出并进行了初步的研究^[1]，但由于实际条件限制，目前尚未有实际投运的半波长输电线路。半波长交流输电技术具有输电容量大、无需无功补偿、无需设置中间开关站等优势，是一种具有应用前景的远距离输电技术；除了用于点对网输电，还可用于网对网输电和网间互联，未来也可应用于全球能源互联网的构建。由于半波长交流输电线路的电气特性与传统特高压输电线路存在很大差异，现有的继电保护原理不能直接应用，需要研究新原理的保护^[2-3]。文献[4-8]对半波长交流输电线路正常运行状态与故障状态时的特性进行了研究，得出正常运行时线路电压、电流呈现出分布特性的结论。文献[9]分析发现，将故障点作为电流差动保护的差动点时，保护的灵敏度和安全性最高，并根据半波长输电线路的时空特性，提出了时差法计算最优差动点的方法。但受采样频率的影响，差动点的计算将有误差，并对计算出的差动电流有一定的影响。文献[10]基于长线传输方程从时间和空间的角度推导了半波长输电线路故障分量沿线分布特征及保护测量电压和电流随故障点的变化，空间上半波长线路沿线存在明显波动性，呈现出非线性和非单调性特征，并对现有保护原理在半波长线路的适应性进行了分析。文献[11]提出利用时差法估算故障点位置，并以故障点为差动点，利用本侧电流和对侧一个周波前的电流分别计算到差动点处的电流进行差动，差动电流作为分母，本侧电压计算到差动点处的电压作为分子，计算假同步差动阻抗，并根据阻抗大小判断区内外故障。此原理速动性明显优于传统差动保护，但由于时差法测距的误差，差动电流偏离故障电流，差动保护的灵敏度会受到影响。文献[12]利用均匀传输线特性方程，分析了半波长线路的区内外故障特征，提出了基于贝瑞隆线路模型的电流差动保护新策略，利用线路发生区内故障时两侧差动电流的幅值均大于发生区外故障时两侧差动电流的幅值构成保护判据，原理简单，充分考虑了半波长输电线路的分布参数特性，但无法保护线路全长。文献[13]选取线路1/6，1/2和5/6这三个参考点作为贝瑞隆差动点，计算出这三个点的贝瑞隆差流值，然后累加除以2，近似得到故障点的实际短路电流。该算法解决了传统贝瑞隆差动保护受参考点影响的问题，但当系统参数变化时，算法精度可能受较大影响。文献[14]基于分布参数建立了半波长交流输电线路模型，对于特高压交流半波长输电的过电压和潜供电流等问题进行了相关仿真研究，并给出了相应的限制过电压和潜供电流的具体措施。

综上可见，目前半波长交流输电线路保护原理较少，有必要进行深入的挖掘和研究。

参考文献

[1]WolfAA,Shcherbachev O V.On normal working conditions ofcompensatedlines with half-wave characteris-tics[J].Elektrichestvo，1940(1)：147-158(inRussian).

[2]王冠,吕鑫昌,孙秋芹,等.半波长交流输电技术的研究现状与展望[J].电力系统自动化,2010,34(16):13-18.

[3]王冠.特高压半波长输电技术的若干关键问题研究[D].济南:山东大学,2011.