[发明专利]用于故障方向检测的方法和控制系统

权利要求书

1.一种用于检测AC电力系统的传输线路的故障方向的方法，包括：

针对一系列时间点，对所述传输线路的一个端部处的电流值和电压值进行采样；

针对所述一系列时间点，基于用于所述传输线路的时域集总参数微分方程、根据电流值样本和电压值样本来计算所述传输线路上的补偿点处的瞬时电压值；

记录所述电流值样本和所述补偿点处的计算出的所述瞬时电压值；

针对所述一系列时间点中的至少两个时间点，各自使用所记录的计算出的所述瞬时电压值来计算至少一个电压故障分量；

针对所述一系列时间点中的所述至少两个时间点，各自使用所记录的所述电流值样本来计算至少一个电流故障分量；

在考虑到计算出的所述至少一个电压故障分量和计算出的所述至少一个电流故障分量的情况下，标识所述故障方向；以及

生成指示所标识的所述故障方向的故障方向信号。

2.根据权利要求1所述的方法，其中：

在计算出的所述电压故障分量和计算出的所述电流故障分量的符号彼此相反的情况下，所述故障方向被标识为前向；以及

在计算出的所述电压故障分量和计算出的所述电流故障分量的符号相同的情况下，所述故障方向被标识为反向。

3.根据权利要求1所述的方法，其中：

在涉及计算出的所述电压故障分量和计算出的所述电流故障分量的能量方向要素在预定时间段内为负的情况下，所述故障方向被标识为前向；以及

在涉及计算出的所述电压故障分量和计算出的所述电流故障分量的能量方向要素在预定时间段内为正的情况下，所述故障方向被标识为反向。

4.根据权利要求3所述的方法，还包括：

计算涉及不同电气回路的多个能量方向要素；

在计算出的所述能量方向要素的总和的符号在预定时间段内为负的情况下，所述故障方向被标识为前向；以及

在计算出的所述能量方向要素的总和的符号在预定时间段内为正的情况下，所述故障方向被标识为反向。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中：

所标识的所述故障方向与在所述传输线路的电气回路中发生的故障相关；以及

所述电流值样本和所述电压值样本是关于所述传输线路的所述电气回路的测量结果。

6.根据权利要求3或4所述的方法，还包括：

所述故障方向信号的生成是通过计算出的所述能量方向要素的绝对值高于预定阈值来触发的。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中：

计算出的所述瞬时电压值指示所述传输线路上的所述补偿点处的三相电压中的一相电压；以及

所述电流值样本指示在所述传输线路的所述端部处测量的三相电流中的对应的一相电流。

8.一种用于检测AC电力系统的传输线路的故障方向的控制系统，包括：

采样电路，用于针对一系列时间点对所述传输线路的一个端部处的电流值和电压值进行采样；

控制器，用于针对所述一系列时间点基于用于所述传输线路的时域集总参数微分方程根据电流值样本和电压值样本来计算所述传输线路上的补偿点处的瞬时电压值；以及

存储电路，用于记录所述电流值样本和所述补偿点处的计算出的所述瞬时电压值；

其中：

所述控制器还适于：

针对所述一系列时间点中的至少两个时间点，各自使用所记录的计算出的所述瞬时电压值来计算至少一个电压故障分量；

针对所述一系列时间点中的所述至少两个时间点，各自使用所记录的所述电流值样本来计算至少一个电流故障分量；

在考虑到计算出的所述至少一个电压故障分量和计算出的所述至少一个电流故障分量的情况下，标识所述故障方向；以及

生成指示所标识的所述故障方向的故障方向信号。