[发明专利]大规模风电场故障选相方法

说明书

技术领域：

本发明涉及电力系统领域中继电保护的方法，特别涉及一种大规模风电场故障选相方法。

背景技术：

大规模风电场是现代电力系统重要的新能源基地，输电线路是电力系统输送电的基本设备，在电力系统中占有非常重要的地位。大规模风电场输电线路故障时，若不能及时切除或误切除，会对风电场能源系统影响较大，容易造成大规模风电场解列，以及变压器越级跳闸等重大事故。目前随着风电场规模的扩大，高压/超高压/特高压线路担负风电场能源输送的重要任务，它们造价极为昂贵，一旦因故障而遭到损坏，检修难度大、时间长，对国民经济造成的直接和间接损失十分巨大。因此，对高压/超高压线路保护装置的选择性、快速性、可靠性、灵敏性提出了更高的要求。

选相元件是高压/超高压线路保护的重要组成部分，输电线路保护中正确选相是确保距离保护正确动作的重要条件，同时也是实现输电线路单相重合闸的前提条件。

对于传统高压/超高压/特高压线路，故障选相元件能够正确的选择各种类型的故障。对于大型风电场联络线路，风电场相对于高压/超高压/特高压联络线路而言相当于一个中性点接地的弱电源系统，其零序等值阻抗远远小于正负序等值阻抗，这就直接导致了接地故障中零序电流远远大于正负序故障电流，这一故障特征完全不同于传统电力系统的故障分析特征，传统输电线路保护的选相原理，例如突变量选相原理，序分量选相原理完全不能适用于这种大规模风电场联络线路保护的故障选相。

发明内容：

鉴于此，有必要设计一种大规模风电场故障选相方法。

    一种大规模风电场故障选相方法，其特征在于，包括以下步骤：

计算各序电流和各相电压及相间电压；大型风电场线路保护装置对互感器的电压电流波形采样得到电压电流瞬时值；通过傅氏算法求出各序电流、、及各相电压及相间电压；其中0，1，2，分别代表零序，正序，负序分量；；；分别代表三个不同的相；

                                 （1）

                                 （2）

                                    （3）

式（1）、（2）中，为常数；

判断是否为单相短路故障；对于单相短路故障，可利用零序电流远大于正负序电流的特点，其选相判据如下式所示：

                                      （4）

                                        （5）

若线路保护装置处电压电流同时满足式（4）、（5），则可判断为单相短路故障，此时，为故障相，为故障相电压幅值，为其他两相中的最小相电压幅值；

判断是否为两相短路接地故障；

                                      （6）

                                       （7）

若线路保护装置处电压电流同时满足式（6）、（7），则可判断为两相短路接地故障，此时，为两故障相，为两故障相相间电压幅值，为故障相与非故障相的最小相间电压幅值；

判断是否为两相短路故障；对于两相短路，由于没有零序电流通路，可利用零序电流远小于正负序电流的特点进行选相，其选相判据如下式所示：

                                      （8）

                                       （9）

若线路保护装置处电压电流同时满足式（8）、（9），则可判断为两相短路故障，此时，为两故障相，为两故障相相间电压幅值，为故障相与非故障相的最小相间电压幅值；

判断是否为三相短路故障；三相短路时，短路电流中正序分量很大，负序和零序电流则近乎为零，且相间电压基本相同，其选相判据如下式所示：

                                       （10）

                                       （11）

若线路保护装置处电压电流同时满足式（10）、（11），则可判断为三相短路故障，均为两故障相相间电压幅值。