[发明专利]用于在多终端电力传输系统中进行保护的方法和装置

说明书

本发明公开了一种用于在多终端电力传输系统中进行保护的方法和装置。装置获得电力传输系统的每个终端的故障前电流和故障期间电流的测量结果，并且根据电流测量结果计算故障前正序电流相量值和故障期间正序电流相量值。针对每个区段计算故障区段指标的至少两个值。每个故障区段指标值是基于以下各项来计算的：故障位置的假定值、两个终端的故障前正序电流相量值与故障期间正序电流相量值之差、区段的长度、两个终端的源阻抗以及对应区段的线路参数。基于对针对每个区段计算的故障区段指标值的比较来识别出故障区段，并且根据故障区段的标识来控制开关装置。

技术领域

本公开内容总体上涉及电力传输系统中的故障定位。更具体地，本发明涉及仅使用电流测量结果在多终端传输系统中的故障定位。

背景技术

多终端电力传输线路用于为大批工业负载集成可再生能源或为大批工业负载供电。多终端或分接混合线路提供了一种以最低的成本提供电力的可行解决方案。多终端混合或分接线路是由架空线路(OHL)和通常位于地下的电缆(UGC)构成的传输线路，这些线路在一个或多个分接头或结点处连接。使用多终端/分接混合线路节省与建设变电站和在分接头/结点处安装测量互感器相关联的成本。由于增加的可再生能源与电网的集成，多终端/分接线路的数量已经有了巨大的增长。

自动重合闸对于电力系统的可靠性至关重要。在主架空线路(OHL)和所连接的地下电缆(UGC)中引入分接头会使自动重合闸的原理复杂化。为了限定多终端混合线路的自动重合闸，需要故障区段的标识信息。通常，当故障位于OHL中时，由于OHL中的大多数故障是瞬态故障，因此允许自动重合闸两次或三次。另一方面，对于电缆中的故障，不允许自动重合闸，因为大多数电缆故障或多或少具有永久性。这种情况在自动重合闸仅对于架空线路中的故障被启用而对于电缆中的故障被阻止的多终端混合线路的情况下变得更具挑战性。

为了准确识别故障是位于架空线路中还是位于电缆中，通常需要电压测量结果和电流测量结果。在多终端线路的情况下，这会增加开销，因为存在三个或更多个终端，并且要为每个终端和分接头/结点提供测量设备。这些电力系统在每个终端处可能有或可能没有电压测量结果和电流测量结果两者。特别是，在每个分接头/结点处可能没有测量设备。

因此，需要利用多终端电力传输系统的各个位置处的有限的测量结果来确定故障区段，以便在这种系统中准确地实现自动重合闸。

在这样的传输线路中的准确故障定位对于维护人员到达故障点并迅速进行维修同样重要。快速识别出故障位置提高了可靠性、可用性并节省了公共事业单位的收入损失。

在多终端线路的情况下，采用多种方法来识别故障位置。用于确定故障位置的已知技术通常依赖于电压测量结果和电流测量结果、负序量以及故障类型或故障回路信息的知识。在多终端混合线路中，这些测量结果或者故障类型或故障回路的知识可能不可获得。而且，基于特定故障类型或故障回路信息、或特定测量结果的方法可能不适用于所有故障情况或电力系统配置。

因此，除了利用有限的测量结果来确定故障区段之外，还期望利用有限的测量结果和故障信息得到准确的故障位置。

发明内容

本发明的各个方面涉及多终端电力传输系统(电力传输系统)中的响应于故障而进行保护或者故障保护。根据各种实施例，电力传输系统包括一个或多个架空线路和一个或多个电缆，其中，两个或更多个传输线路在一个或多个分接头或结点处连接。换言之，电力传输系统是具有架空线路和电缆的组合的混合或混合型(hybrid)传输系统。进一步地，传输系统可以具有连接不同电力系统的单回或双回线路。