[发明专利]一种基于S变换的高压直流输电线路单端量保护方法

权利要求书

1.一种基于S变换的高压直流输电线路单端量保护方法，其特征是：包括以下步骤：

(1)实时采集与直流输电线路各极相连的保护元件处的电压，进行滤波处理；

(2)提取故障后时间窗内的电压故障分量，并计算得到线模电压分量；

(3)对线模电压分量进行S变换，得到其复时频S矩阵，并分别计算预设频域内高频分量 的S变换暂态能量和以及低频分量的S变换暂态能量和，将高、低频分量的暂态能量和的比值 与门槛值作比较，对区内外故障进行识别；

(4)若判断为区内扰动，利用线模电压分量的复时频S矩阵，计算不同频段的S变换暂态 能量和，求取两者的比值，将其与雷击干扰识别判据作比较，判断所述区内扰动为雷击干扰 或区内故障；

(5)若识别为区内故障，将两极电压故障分量进行S变换，分别求得线路两极的S变换零 频暂态能量和以及两者的比值，通过与门槛值的比较，从而识别故障极。

2.如权利要求1所述的一种基于S变换的高压直流输电线路单端量保护方法，其特征是： 所述步骤(1)中，利用整流侧保护安装处实时采集与直流输电线路各极相连的保护元件处的 电压。

3.如权利要求1所述的一种基于S变换的高压直流输电线路单端量保护方法，其特征是： 所述步骤(2)中，时间窗设置为5ms，采样频率为100kHz。

4.如权利要求1所述的一种基于S变换的高压直流输电线路单端量保护方法，其特征是： 所述步骤(3)中，高频分量的预设频域范围为3kHz以上。

5.如权利要求1所述的一种基于S变换的高压直流输电线路单端量保护方法，其特征是： 所述步骤(3)、步骤(4)、步骤(5)中，各个S变换暂态能量之和的计算方法具体为：相应 频域范围内复时频S矩阵中的每个元素经过求模值得到的模矩阵之和。

6.如权利要求1所述的一种基于S变换的高压直流输电线路单端量保护方法，其特征是： 所述步骤(3)中，低频分量的频域范围为[100Hz，500Hz]。

7.如权利要求1所述的一种基于S变换的高压直流输电线路单端量保护方法，其特征是： 所述步骤(3)中，若高、低频分量的暂态能量和的比值大于门槛值，表明暂态电压行波中的 高频分量没有通过直流线路边界，即判定为直流线路区内故障或扰动，并由雷击识别元件进 行后续判断；若保护安装处测得的高、低频分量的暂态能量和的比值小于门槛值，表明暂态 电压行波中的高频分量经过了边界的阻隔，判定为区外故障。

8.如权利要求1所述的一种基于S变换的高压直流输电线路单端量保护方法，其特征是： 所述步骤(4)中，分别求取100Hz以下频段的S变换暂态能量和以及200Hz以上频段的S变换 暂态能量和。

9.如权利要求1所述的一种基于S变换的高压直流输电线路单端量保护方法，其特征是： 所述步骤(4)中，当系统判定为内部扰动后，若不同频段的S变换暂态能量和的比值大于设 定门槛，则为雷击干扰，保护不动作；反之，则为区内故障，并由故障极识别元件识别故障 极。

10.如权利要求1所述的一种基于S变换的高压直流输电线路单端量保护方法，其特征 是：所述步骤(5)中，定义线路同侧保护安装处测得的极1与极2的电压突变量的S变换 零频带暂态能量和比值为M，此时，故障极的识别判据如下：

M＞k_WH，此时判断极1发生故障；

M＜k_WL，此时判断极2发生故障；

k_WL＜M＜k_WH，此时判断为极-极故障，其中，k_WL和k_WH为判据的固定门槛。