[发明专利]半波长输电线路快速电流差动保护方法

摘要

本发明涉及一种半波长输电线路快速电流差动保护方法，包括：对于m侧，检测到半波长线路发生短路故障后，线路m侧的电流差动保护装置采集到线路m侧的三相电压和三相电流，并通过凯伦贝尔变换矩阵转换模量电压和模量电流；计算得到线路n侧的模量电压和模量电流的计算值；用半波傅里叶算法对线路n侧电压电流进行计算，得到线路n侧的电压电流相量计算值；求出未发生故障时线路n侧电流向量；计算电流差动保护的各相的动作量，进行故障判断。本发明具有不受线路分布电容电流影响的优点，适用于半波长输电线路故障的判别和切除。

主权项

半波长输电线路快速电流差动保护方法，设保护侧为m侧，包括步骤如下：1)检测到半波长线路发生短路故障后，线路m侧的电流差动保护装置采集到线路m侧的三相电压和三相电流分别为其中，代表a相、b相或c相，将通过凯伦贝尔变换矩阵S转换为三个模量电压u_mμ和三个模量电流i_mμ，其中，μ代表0模、α模或β模，变换过程如下：$\left\{\begin{array}{c}\left[\begin{array}{c}{u}_{m0}\\ u_{m\mathrm{\α}}\\ u_{m\mathrm{\β}}\end{array}\right]=S\left[\begin{array}{c}{u}_{ma}\\ u_{mb}\\ u_{mc}\end{array}\right]\\ \left[\begin{array}{c}{i}_{m0}\\ i_{m\mathrm{\α}}\\ i_{m\mathrm{\β}}\end{array}\right]=S\left[\begin{array}{c}{i}_{ma}\\ i_{mb}\\ i_{mc}\end{array}\right]\end{array}\right.---\left(1\right)$式中，2)基于贝瑞隆线路模型及计算方程，利用线路m侧的模量电压u_mμ和模量电流i_mμ，计算得到线路n侧的模量电压和模量电流的计算值u_nmμ、i_nmμ，计算方程如下：[u_nmμ(t) i_nmμ(t)]^T＝T[u_mμ(t) i_mμ(t)]^T  (2)式中，T是贝瑞隆线路模型的传输矩阵，由线路参数决定；将计算得到的线路n侧模量电压和模量电流计算值u_nmμ、i_nmμ通过凯伦贝尔反变换变换成线路n侧三相电压和三相电流的计算值反变换过程如下：$\left\{\begin{array}{c}\left[\begin{array}{c}{u}_{nma}\\ u_{nmb}\\ u_{nmc}\end{array}\right]=S^{-1}\left[\begin{array}{c}{u}_{nm0}\\ u_{nm\mathrm{\α}}\\ u_{nm\mathrm{\β}}\end{array}\right]\\ \left[\begin{array}{c}{i}_{nma}\\ i_{nmb}\\ i_{nmc}\end{array}\right]=S^{-1}\left[\begin{array}{c}{i}_{nm0}\\ i_{nm\mathrm{\α}}\\ i_{nm\mathrm{\β}}\end{array}\right]\end{array}\right.---\left(3\right)$式中，3)用半波傅里叶算法对线路n侧电压电流进行计算，得到线路n侧的电压电流相量计算值4)将代入式(4)求出未发生故障时线路n侧电流向量5)计算电流差动保护的各相的动作量并依据下式进行故障判断：$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{dI}}_a\>K\·\max \left({\mathrm{dI}}_b,{\mathrm{dI}}_c\right)+I_s\\ {\mathrm{dI}}_b\>K\·\max \left({\mathrm{dI}}_c,{\mathrm{dI}}_a\right)+I_s\\ {\mathrm{dI}}_c\>K\·\max \left({\mathrm{dI}}_a,{\mathrm{dI}}_b\right)+I_s\end{array}\right.---\left(5\right)$式中，K为比例系数，I_s为固定门槛；当式(5)的任一项满足时，则判定为半波长线路内部故障，动作于跳闸；同时，根据式(5)中三个判定条件的动作情况，给出故障相别。