[发明专利]基于电流信息重构的高压输电线路后备保护方法及装置

说明书

本发明提供一种基于电流信息重构的高压输电线路后备保护方法及装置，所述方法包括如下步骤：包括如下步骤：1)依托变电站站域电流关联矩阵重构TA断线相电流；2)基于本间隔电流信息计算TA断线相电流；3)线路后备保护TA断线闭锁后再开放判别：采用步骤1)和步骤2)计算的断线相电流构成主判据，并利用线路发生接地短路故障时产生的零序电压构成辅助判据，当主判据和辅助判据条件均满足时，线路后备保护经延时开放，之后按照后备保护未闭锁情况下实施计算、判别及动作。本发明可在TA单相断线闭锁线路后备保护后，线路再发生单相接地故障情况下重新开放后备保护，从而有效提升线路后备保护切除故障的及时性和准确性。

技术领域

本发明涉及电力系统继电保护技术领域，具体是一种基于电流信息重构的高压输电线路后备保护方法及装置。

背景技术

电流互感器(Current Transformer，简称为TA)广泛应用于电力系统中，用于将电力系统的大电流(一次电流)转变为控制、保护、测量、计量、监控等二次设备用的小电流(二次电流)。TA二次侧回路断线是一种较常见的电气故障，断线后在TA二次侧可产生几千伏甚至上万伏的高电压，会给作业人员、二次设备带来严重危险。此外，断线后造成TA二次侧电流与实际电流出现偏差，严重时会导致保护的误动或拒动。因此目前通常采用TA断线后闭锁相应保护功能的措施，包括：闭锁差动保护、距离保护、零序电流保护等。但是也带来了一些问题，例如：TA断线后如果输电线路或主设备再发生短路故障，保护会因被闭锁而无法及时动作切除故障。

针对该问题，有学者通过研究短路故障及TA断线的电气特性差异，从不同的角度提出了一些解决措施，主要集中于差动保护，例如：在TA断线闭锁差动保护后，当相电流大于电流阈值(设置为最大负荷电流)且满足保护动作条件时，则判断动作区内发生短路故障并开放差动保护；有学者通过采集线路两侧电压电流，提出了一种基于S变换相角差及能量相对熵的线路纵联保护新原理，避免了TA断线闭锁差动保护的副作用。但是，针对后备保护目前所开展的研究工作有限，有学者提出了基于本间隔电流信息重构断线相电流的保护方案，提供了一种针对TA断线后再故障的处置新思路，但是出于可靠性的角度未在工程实际中得到有效应用。

随着近十年来智能电网建设工作的快速推进，尤其是基于数字化采样、网络化传输以及信息高度共享理念的智能变电站建设，为后备保护的性能提升提供了新的技术手段。基于变电站站内信息共享的站域继电保护原理被提出，相应设备被研制并已投入应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于电流信息重构的高压输电线路后备保护方法，用于在TA单相断线闭锁线路后备保护后，再发生线路单相接地故障情况下重新开放后备保护，从而有效提升线路后备保护切除故障的及时性和准确性。

一种基于电流信息重构的高压输电线路后备保护方法，包括如下步骤：

1)依托变电站站域电流关联矩阵重构TA断线相电流；

2)基于本间隔电流信息计算TA断线相电流；

3)线路后备保护TA断线闭锁后再开放判别：采用步骤1)重构的断线相电流和步骤2)计算的断线相电流构成主判据，并利用线路发生接地短路故障时产生的零序电压构成辅助判据，当主判据和辅助判据条件均满足时，线路后备保护经延时T1开放；所述主判据为：当线路后备保护因TA断线被闭锁后，比较步骤1)重构的断线相电流和步骤2)计算的断线相电流，如果两者之间的差异小于设定值时，认为重构的TA断线相电流为有效量。

进一步的，所述设定值为线路正常运行时的最大不平衡电流与保护计算可能最大误差两者的最大值。进一步的，所述辅助判据为：

所述辅助判据含义为：当线路发生TA断线一侧测量的零序电压的绝对值大于整定值时，判定线路发生接地短路故障，其中，U_set为零序电压整定值，按相应电力系统在最大运行方式下，线路发生高阻接地故障时零序电压数值能够准确判别的原则整定。