[发明专利]基于过渡电阻与故障初始角的输电线路暂态保护方法

权利要求书

1.一种基于过渡电阻与故障初始角的输电线路暂态保护方法，该方法可以包括以下步骤：

不断采集线路故障电流信号到保护装置，经过模数转换将模拟信号转换为数字电流信号

从故障电流信号中提取高频分量

对高频分量进行处理得到高频分量处理量

保护是否启动的判断

判断故障类型与故障选相

依据高频分量处理量构造故障特征量

将故障特征量按过渡电阻与故障初始角进行归算

依据归算后的故障特征量构造保护判据进行故障判断

其特征在于：在依据故障特征量构造保护判据之前，先计算故障时的过渡电阻与故障初始角，对故障特征量按过渡电阻与故障初始角进行归算，再根据归算后的故障特征量构造保护判据进行故障判断；或者在由高频分量处理量构造故障特征量之前，先将高频分量处理量按过渡电阻与故障初始角进行归算，然后根据归算后的高频分量处理量构造故障特征量，进而再构造保护判据进行故障判断；待归算量按过渡电阻与故障初始角的归算方法如下：

待归算量V按过渡电阻与故障初始角进行归算的公式为：

RV=1γ·V---(1)]]>

其中，待归算量V可为故障特征量FF或高频分量处理量P，归算因子γ表达式可为下述公式(2)～(8)中之一，或者由多项式拟合等曲线拟合方法得到：

γ=(ea·Rf+c·eb·Rf)·(1+h·cos(d·θf+θ0))---(2)]]>

γ=(ea·Rf+c·eb·Rf)·interp1(xa,ya,θf,method′′)---(3)]]>

γ=(ea·Rf+c·eb·Rf)·method1(xa,ya,θf)---(4)]]>

γ＝interp1(xr，yr，R_f，′method′)·(d+cos(d·θ_f+θ0))    (5)

γ＝method1(x_r，y_r，R_f)·(1+cos(d·θ_f+θ₀))   (6)

γ＝interp1(xr,yr，R_f，method′)·interp1(xa,ya，θ_f，′nethod3′)   (7)

γ=method1(xr，yr，R_f)·method2(xa,ya，θ_f)   (8)

其中，R_f为过渡电阻，θ_f为故障初始角；a、b、c、d、h、θ₀为与故障类型有关的整定值，取值为实数；

mterp1为插值函数，method、method3为插值方法可选用'spline'、’pchip'、’cubic’、’nearst'、’linear’；method1、method2为插值函数可以选用'spline'、’pchip'；x_a为取值为[0°，360°]或表示为[0，2π]之间的角度向量，y_a为与x_a对应的故障特征量值向量；x_r为过渡电阻向量，y_r为与x_r对应的故障特征量值向量；

这样的一种基于过渡电阻与故障初始角的输电线路暂态保护方法，具体可以包括下述步骤：

步骤1：在被保护线路一端，不断采集输电线路故障电流i，经模数转换将模拟信号转换为数字信号，转为数字信号后的电流仍然用i表示；电流i可为A相电流、B相电流、C相电流，也可为A、B、C相电流经相模变换后的模电流；

步骤2：从线路故障的暂态电流信号i中提取暂态高频分量i_h；高频：指是的相对于电力系统工频而言，比工频高的频率；

步骤3：计算高频分量i_h的高频分量处理量P；高频分量处理量是指高频分量的能量、熵、信号复杂度、信号奇异度、模极大值、李氏指数、幅值积分、瞬时幅值、奇异值或其它高频分量处理量，他们中的一种；其中熵包括能量熵或者称能谱熵、奇异熵、时间熵、相对熵等；以下高频分量处理量含义同此；

步骤4：保护是否启动的判断：判断P是否满足保护启动条件：P>P_start或者P<-P_start，P_start为保护启动整定值，取值为正实数；如果满足表示有故障发生，则启动保护，并转入到下一步骤5；否则，表示无故障发生，转入到步骤1；

步骤5：判断故障类型与故障选相；

步骤6：计算过渡电阻与故障初始角：

步骤7：构建故障特征量：依据高频分量处理量P构造故障特征量FF：

步骤8：故障特征量归算：根据故障类型，对故障特征量FF按过渡电阻与故障初始角进行归算，得到归算后的故障特征量RFF：

步骤9：构造保护判据，进行故障判断：依据归算后故障特征量RFF构造保护判据，进行故障判断，即判断故障发生区域或故障发生方向；

上述步骤7、8可变换如下的步骤7’、8’：

步骤7’：根据故障类型，对高频分量处理量P按过渡电阻与故障初始角进行归算，得到归算后的高频分量处理量RP：

步骤8’：依据归算后的高频分量处理量RP构造归算后故障特征量RFF：

上述步骤只利用一个频带暂态高频信号如上所述构造故障判据，进行故障判断，也可以对本方法作进一步改进，从被保护线路的故障电流中提取多个频带的暂态信号，每个频带的暂态信号分别按照如上所述方法构造判据，分别进行故障判别，这样有多个判据同时对同一故障进行判断，按照多数一致的表决机制进行判定故障，例如：如果这多个判据中的多数判据判断该故障为区内故障，则最后判定为区内故障，如果这多个判据中的多数判据判断该故障为区外故障，则最后判定为区外故障。