[发明专利]故障方向检测方法、装置、继电器和计算机可读存储介质

说明书

本发明提供了一种故障方向检测方法、装置、继电器和计算机可读存储介质，其中，故障方向检测方法包括：在开启继电保护时，同步采集故障线路的故障电压数据与故障电流数据；根据故障电压数据确定线模电压故障分量，以及根据故障电流数据确定线模电流故障分量；对线模电压故障分量与线模电流故障分量执行相关性计算，以得到特性相关系数；根据特性相关系数，确定线路故障的故障方向。通过本发明技术方案，在电压的过零点附近出现故障时也能够灵敏地判断出故障方向，动作速度在几个毫秒以内，并且能够不受高压输电线路中普遍采用的电容式电压互感器的有限频带影响，从而提高了故障方向检测的可靠性。

技术领域

本发明涉及电力系统领域，具体而言，涉及一种高压输电线路的行波故障方向检测方法、一种高压输电线路的行波故障方向检测装置、一种行波方向继电器和一种计算机可读存储介质。

背景技术

随着我国电力需求的持续增长，逐渐形成由超特高压线路与高压电网连接的互联电网格局，其中，超特高压线路作为电网传输能量的主动脉，需要快速、可靠、灵敏以及有选择的继电保护保证整个电网系统的安全稳定运行。

在相关技术中，由于超特高压输电线路具有输电距离长，分布电容大，接地电阻大，故障暂态长，故障电流大，电流互感器饱和严重等问题，并且还需要大量使用补偿装置，给传统工频量保护造成巨大挑战，而由于行波方向比较式纵联保护具有动作迅速、灵敏，具有全线速动、通信量小、不需要同步对时等优点，是针对高压输电线路解决上述问题的重要选项之一，而由于行波方向继电器是行波方向比较式纵联保护的核心，其性能很大程度上决定了整个保护的性能。

目前，行波方向继电器可以分为极性比较式、幅值比较式、波阻抗式，其基本原理都是高速采集故障电压和电流信号，捕捉故障行波波头，利用故障电压行波波头和故障电流行波波头构成方向判据，判断出故障方向，随着高速数据采集技术、大容量存储技术和高速数据处理技术的飞速发展，以及小波变换、希尔伯特黄变换、S变换和数学形态学等提取故障行波的数学方法的提出，行波方向继电器在硬件技术和软件算法上可靠性足够，但在实际应用中仍然具有可靠性不足的缺陷，主要包括：

(1)在故障发生在电压过零点时，不会产生明显的故障行波，导致无法捕捉故障行波的波头。

(2)高压输电线线路普遍使用的电容式电压互感器带宽有限，无法有效地传变高频暂态行波，导致无法捕捉故障电压行波。

发明内容

本发明正是基于上述技术问题至少之一，提出了一种新的高压输电线路的行波故障方向检测方案，通过在开启继电保护时，同步采集故障线路的故障电压数据与故障电流数据，根据故障电压数据确定线模电压故障分量，以及根据故障电流数据确定线模电流故障分量，通过对线模电压故障分量与线模电流故障分量执行相关性计算，可以得到特性相关系数，根据特性相关系数，确定线路故障的故障方向，与现有技术中的行波方向继电器采集初始行波波头判断故障方向的方案相比，保证动作速度在几个毫秒以内的基础上，在电压的过零点附近出现故障时也能够灵敏地判断出故障方向，并且能够不受高压输电线路中普遍采用的电容式电压互感器的有限频带影响，从而提高了故障方向检测的可靠性。

有鉴于此，本发明提出了一种高压输电线路的行波故障方向检测方法，包括：在开启继电保护时，同步采集故障线路的故障电压数据与故障电流数据；根据故障电压数据确定线模电压故障分量，以及根据故障电流数据确定线模电流故障分量；对线模电压故障分量与线模电流故障分量执行相关性计算，以得到特性相关系数；根据特性相关系数，确定线路故障的故障方向。