[发明专利]基于短数据窗的输电线路正序电流分相差动保护方法

摘要

本发明公开了一种基于短数据窗的输电线路正序电流分相差动保护方法。它首先将输电线路两端各采样时刻的三相电流瞬时值转换到αβ0坐标轴下输电线路两端各采样时刻的电流瞬时值，计算αβ0坐标轴下输电线路两端各采样时刻的正序电流瞬时值，对αβ0坐标轴下输电线路两端各采样时刻的正序电流瞬时值进行坐标轴反变换得到输电线路两端各采样时刻的三相正序电流瞬时值，然后利用输电线路两端各采样时刻的三相正序电流瞬时值构成正序电流分相差动保护判据。本发明方法算法原理简单，程序实现容易，运算量少，计算速度快，可极大提高继电保护动作速度。具有选相功能，动作性能不受过渡电阻和负荷电流影响，适用于完成故障后整个故障过程的输电线路主保护功能。

主权项

基于短数据窗的输电线路正序电流分相差动保护方法，其特征在于：包括如下依序步骤：(1)保护装置实时采集输电线路在m变电站保护安装处t采样时刻的A、B、C三相电流瞬时值i_mA(t)、i_mB(t)、i_mC(t)，实时采集输电线路在n变电站保护安装处t采样时刻的A、B、C三相电流瞬时值i_nA(t)、i_nB(t)、i_nC(t)；(2)保护装置将m变电站保护安装处t采样时刻的A、B、C三相电流瞬时值i_mA(t)、i_mB(t)、i_mC(t)转换到αβ0坐标轴下t采样时刻的电流瞬时值i_mα(t)、i_mβ(t)、i_m0(t)：$\left[\begin{array}{c}{i}_{m\mathrm{\α}}\left(t\right)\\ i_{m\mathrm{\β}}\left(t\right)\\ i_{m0}\left(t\right)\end{array}\right]=\frac{2}{3}\left[\begin{array}{ccc}1& -\frac{1}{2}& -\frac{1}{2}\\ 0& \frac{\sqrt{3}}{2}& -\frac{\sqrt{3}}{2}\\ \frac{1}{2}& \frac{1}{2}& \frac{1}{2}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{i}_{mA}\left(t\right)\\ i_{mB}\left(t\right)\\ i_{mC}\left(t\right)\end{array}\right]$(3)保护装置将n变电站保护安装处t采样时刻的A、B、C三相电流瞬时值i_nA(t)、i_nB(t)、i_nC(t)转换到αβ0坐标轴下t采样时刻的电流瞬时值i_nα(t)、i_nβ(t)、i_n0(t)：$\left[\begin{array}{c}{i}_{n\mathrm{\α}}\left(t\right)\\ i_{n\mathrm{\β}}\left(t\right)\\ i_{n0}\left(t\right)\end{array}\right]=\frac{2}{3}\left[\begin{array}{ccc}1& -\frac{1}{2}& -\frac{1}{2}\\ 0& \frac{\sqrt{3}}{2}& -\frac{\sqrt{3}}{2}\\ \frac{1}{2}& \frac{1}{2}& \frac{1}{2}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{i}_{nA}\left(t\right)\\ i_{nB}\left(t\right)\\ i_{nC}\left(t\right)\end{array}\right]$(4)保护装置计算αβ0坐标轴下m变电站保护安装处t采样时刻的正序电流$i_{m\mathrm{\α}}^{+}\left(t\right)=0.5i_{m\mathrm{\α}}\left(t\right)-0.5i_{m\mathrm{\β}}(t-\frac{T}{4})$$i_{m\mathrm{\β}}^{+}\left(t\right)=0.5i_{m\mathrm{\α}}(t-\frac{T}{4})+0.5i_{m\mathrm{\β}}\left(t\right)$$i_{m0}^{+}\left(t\right)=i_{m0}\left(t\right)$其中，为αβ0坐标轴下β轴方向采样时刻的m变电站保护安装处的电流瞬时值；i_mβ(t)为αβ0坐标轴下β轴方向t采样时刻的m变电站保护安装处的电流瞬时值；为αβ0坐标轴下α轴方向采样时刻的m变电站保护安装处的电流瞬时值；i_mα(t)为αβ0坐标轴下α轴方向t采样时刻的m变电站保护安装处的电流瞬时值；T为基波周期时间；i_m0(t)为αβ0坐标轴下0轴方向t采样时刻的m变电站保护安装处的电流瞬时值；(5)保护装置计算αβ0坐标轴下n变电站保护安装处t采样时刻的正序电流$i_{n\mathrm{\α}}^{+}\left(t\right)=0.5i_{n\mathrm{\α}}\left(t\right)-0.5i_{n\mathrm{\β}}(t-\frac{T}{4})$$i_{n\mathrm{\β}}^{+}\left(t\right)=0.5i_{n\mathrm{\α}}(t-\frac{T}{4})+0.5i_{n\mathrm{\β}}\left(t\right)$$i_{n0}^{+}\left(t\right)=i_{n0}\left(t\right)$其中，为αβ0坐标轴下β轴方向采样时刻的n变电站保护安装处的电流瞬时值；i_nβ(t)为αβ0坐标轴下β轴方向t采样时刻的n变电站保护安装处的电流瞬时值；为αβ0坐标轴下α轴方向采样时刻的n变电站保护安装处的电流瞬时值；i_nα(t)为αβ0坐标轴下α轴方向t采样时刻的n变电站保护安装处的电流瞬时值；T为基波周期时间；i_n0(t)为αβ0坐标轴下0轴方向t采样时刻的n变电站保护安装处的电流瞬时值；(6)保护装置计算m变电站保护安装处t采样时刻的A、B、C相正序电流瞬时值$\left[\begin{array}{c}{i}_{mA}^{+}\left(t\right)\\ i_{mB}^{+}\left(t\right)\\ i_{mC}^{+}\left(t\right)\end{array}\right]=1.5{\left[\begin{array}{ccc}1& -\frac{1}{2}& -\frac{1}{2}\\ 0& \frac{\sqrt{3}}{2}& -\frac{\sqrt{3}}{2}\\ \frac{1}{2}& \frac{1}{2}& \frac{1}{2}\end{array}\right]}^{-1}\left[\begin{array}{c}{i}_{m\mathrm{\α}}^{+}\left(t\right)\\ i_{m\mathrm{\β}}^{+}\left(t\right)\\ i_{m0}^{+}\left(t\right)\end{array}\right]$(7)保护装置计算n变电站保护安装处t采样时刻的A、B、C相正序电流瞬时值$\left[\begin{array}{c}{i}_{nA}^{+}\left(t\right)\\ i_{nB}^{+}\left(t\right)\\ i_{nC}^{+}\left(t\right)\end{array}\right]=1.5{\left[\begin{array}{ccc}1& -\frac{1}{2}& -\frac{1}{2}\\ 0& \frac{\sqrt{3}}{2}& -\frac{\sqrt{3}}{2}\\ \frac{1}{2}& \frac{1}{2}& \frac{1}{2}\end{array}\right]}^{-1}\left[\begin{array}{c}{i}_{n\mathrm{\α}}^{+}\left(t\right)\\ i_{n\mathrm{\β}}^{+}\left(t\right)\\ i_{n0}^{+}\left(t\right)\end{array}\right]$(8)保护装置判断是否成立，若成立，则保护装置向A相输电线路两端的断路器发送跳闸信号；保护装置判断是否成立，若成立，则保护装置向B相输电线路两端的断路器发送跳闸信号；保护装置判断是否成立，若成立，则保护装置向C相输电线路两端的断路器发送跳闸信号；其中，k₁为整定系数；I_set为整定电流门槛值。