[发明专利]基于行波波形距离的高压输电线路行波保护方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于行波波形距离的高压输电线路行波保护方法及系统，包括：以被保护线路两端为测量点，获取各测量点的三相电压与电流瞬时值；依据获取的电压与电流瞬时值，计算出各相电压与电流的暂态值；通过相模变换把计算所得的三相电压与电流暂态值进行解耦，取得电压、电流的模分量值，进而计算出各测量点的正向行波与反向行波；利用通信设备，获取对侧测量点的行波信息，计算本侧正向行波波形与对侧反向行波波形之间的距离，判断故障点是否位于保护线路内部，若是则执行跳闸保护；否则，无需跳闸。本发明行波保护具有更快的反应速度，而且不受系统振荡、分布电容和电流互感器饱和因素的影响。

技术领域

本发明涉及高压输电线路保护技术领域，尤其涉及一种基于行波波形距离的高压输电线路行波保护方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

高压输电线路由于传输容量大，电压等级高，导致发生短路故障时短路电流很大，对输电设备的安全性和电网运行的稳定性带来极大影响。高压输电系统对继电保护速度有更高的要求，传统的基于工频量继电保护原理难以满足其要求。与传统继电保护相比，行波保护具有响应速度快，不受分布电容、系统振荡、电流互感器饱和等因素影响的优点，近些年来行波保护原理受到了更多的关注。现有的保护方法主要有利用行波的极性、幅值或到达时间等信息构成判据，来实现行波方向保护、差动保护或距离保护等。然而，上述行波保护方法判据信息容易被外部干扰信号影响，导致存在误动风险高的问题。因此为在保证动作快速性的同时进一步提高高压输电线路保护的可靠性，有必要提出一种新的保护原理以进一步提升高压输电线路的安全性。

发明人在研究中发现，目前对高压输电线路的保护原理存在以下问题：

基于传统的电流差动保护原理的保护方法在判断故障区间时有较高的可靠性，但是这种方法容易受到分布电容、电流互感器饱和等因素的影响，且需要交互大量的电流采样值，其快速性有时无法满足要求；基于行波极性比较原理的保护方法在判断故障时具有较快的速度，但是这种方法受外部干扰和高次谐波的影响较大，容易造成误动；基于幅值比较原理的保护方法在行波的处理上比较简单，没有复杂的计算，但门槛值的设置不易把握；基于行波判别式方向保护的保护原理依赖电压与电流瞬时值的微分计算，这种方法对噪声非常敏感，会导致判据可靠性不足的情况。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种基于行波波形距离的高压输电线路行波保护方法及系统，该方法基于被保护线路两端的行波波形距离进行故障检测，利用通信设备获取对侧的行波波形信息，并与本侧行波波形进行距离计算，依据计算结果判断区内故障和区外故障，从而达到快速、可靠判断故障的目的。

根据本发明的第一个方面，公开了一种基于行波波形距离的高压输电线路行波保护方法，包括：

以被保护线路两端为测量点，获取各测量点的三相电压与电流瞬时值；

依据获取的电压与电流瞬时值，计算出各相电压与电流的暂态值；

通过相模变换把计算所得的三相电压与电流暂态值进行解耦，取得电压、电流的模分量值，进而计算出各测量点的正向行波与反向行波；

利用通信设备，获取对侧测量点的行波信息，计算本侧正向行波波形与对侧反向行波波形之间的距离，判断故障点是否位于保护线路内部，若是则执行跳闸保护；否则，无需跳闸。

根据本发明的第二个方面，公开了一种基于行波波形距离的高压输电线路行波保护系统，包括两个相互通信的继电保护装置，所述继电保护装置分别安装在被保护线路两端；所述继电保护装置，被配置为包括：

电流电压获取模块，用于以被保护线路两端为测量点，获取各测量点的三相电压与电流瞬时值；

电压电流暂态值计算模块，用于依据获取的电压与电流瞬时值，计算出各相电压与电流的暂态值；