[发明专利]一种基于滤波器支路电流梯度和的直流输电线路故障选极方法

说明书

本发明涉及一种基于滤波器支路电流梯度和的直流输电线路故障选极方法，属于电力系统故障保护技术领域。首先，获取故障时滤波器支路量测端的正极线路电流和负极线路电流；然后，构造正极线路电流梯度和S₊(k)及负极线路电流梯度和S_‑(k)；最后，根据正极线路电流梯度和与负极线路电流梯度和的绝对值的比值选出故障极。本发明基于滤波器支路电流梯度和的直流输电线路故障选极方法，不依赖于对故障初瞬时电气量的变化量和变化率的测量，方法简单且适用性强。

技术领域

本发明涉及一种基于滤波器支路电流梯度和的直流输电线路故障选极方法，属于电力系统故障保护技术领域。

背景技术

由于电磁耦合，双极高压直流输电线路一极故障会在另一极感应过电压，仅利用故障初瞬线路量测终端电压、电流无法可靠、准确判断出哪一测线路发生故障。通过专门设置独立的选极元件，可以极大提高高压直流输电线路保护可靠性。直流系统的平波电抗器和直流滤波器构成了天然的物理边界，对高频分量呈阻滞特性，且滤波器支路量测端获取到的电流仅包含故障分量，不含正常运行时的负荷电流，能更好反映故障特征。当输电线路发生单极故障时，由滤波器支路量测端获取到的故障极电流变化梯度大于非故障极电流变化梯度；双极故障时，由滤波器支路量测端获取到的两极线路电流变化梯度大体相同，方向相反。因此，通过比较正负两极滤波器支路电流梯度和的绝对值可以实现故障选极。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提出一种基于滤波器支路电流梯度和的直流输电线路故障选极方法，用以解决故障选极的问题。

本发明的技术方案是：一种基于滤波器支路电流梯度和的直流输电线路故障选极方法，首先，获取故障时滤波器支路量测端的正极线路电流和负极线路电流；然后，构造正极线路电流梯度和S₊(k)及负极线路电流梯度和S_-(k)；最后，根据正极线路电流梯度和与负极线路电流梯度和的绝对值的比值选出故障极。

具体步骤为：

第一步、获取故障时滤波器支路量测端的正极线路电流和i₊(k)及负极线路电流和i_-(k)，其中k＝1,2,3……N，k为采样点数，N为时窗长度；

第二步、构造电流梯度和：根据式(1)求出正极线路电流的电流梯度di₊(k)和负极线路的电流梯度di_-(k)；

di₊(k)＝(i₊(k)-i₊(k-1))/Δt (1a)

di_-(k)＝(i_-(k)-i_-(k-1))/Δt (1b)

式中，Δt表示采样间隔，以ms为单位；

第三步、计算电流梯度和：根据式(2)求出正极线路电流梯度和及负极线路电流梯度和；

式中，S₊(k)表示正极线路电流梯度和，S_-(k)表示负极线路电流梯度和；j为电流di₊和di_-的第j个取值，di₊(j)和di_-(j)分别表示正、负极线路电流的电流梯度的第j个取值；

将式(2)写成递推格式分别为：

S₊(k)＝S₊(k-1)+(i₊(k)-i₊(k-1))/Δt (3a)