[发明专利]一种计及动态热特性的输电线路自适应过负荷保护方法

权利要求书

1.一种计及动态热特性的输电线路自适应过负荷保护方法，其特征在于，包括以下步骤：

S101、实时采样输电线路电流幅值，当输电线路电流幅值大于输电线路最大允许电流幅值时，判断输电线路出现过负荷，执行步骤S102；

S102、过负荷保护启动，每隔Δt时间采样一次输电线路功率；

S103、比较采样的输电线路功率与线路允许长期运行功率的大小，若输电线路功率小于线路允许长期运行功率，保护返回，执行步骤S101；若输电线路功率大于或等于线路允许长期运行功率，执行步骤S104；

S104、基于输电线路功率计算输电线路功率变化速度，基于输电线路功率变化速度计算预估允许过负荷时间；

S105、比较预估允许过负荷时间与下一次采样输电线路功率的时间的大小，若预估允许过负荷时间大于下一次采样输电线路功率的时间，在下一次采样输电线路功率前闭锁过负荷保护，执行步骤S102；若预估允许过负荷时间小于或等于下一次采样输电线路功率的时间，执行步骤S106；

S106、基于预估允许过负荷时间计算保护动作时间整定值，当输电线路过负荷的持续时间等于保护动作时间整定值时，发出跳闸信号切除过负荷线路。

2.如权利要求1所述的计及动态热特性的输电线路自适应过负荷保护方法，其特征在于，步骤S104中，第k次采样输电线路功率的时刻的输电线路功率变化速度v_pk按下式计算：

式中，P_L(k-1)和P_Lk分别为第k-1次和第k次采样输电线路功率时测得的输电线路功率，k为大于或等于2的整数。

3.如权利要求1所述的计及动态热特性的输电线路自适应过负荷保护方法，其特征在于，步骤S104中，第k次采样输电线路功率的时刻的预估允许过负荷时间按下式计算：

其中，系数ξ_k由以下公式计算：

系数C_k由以下公式计算：

系数η₁、η₂、η₃、η₄由以下公式是计算：

式中，M_L和N_L分别为对流散热系数和辐射散热系数；ρ_L、r_L、c_L和v_L分别为输电线路的电阻率、半径、比热容和密度；P_L0、Q_L0和U_L0分别为发生过负荷时刻输电线路的有功功率、无功功率和电压；T_a为环境的绝对温度；T_c,max为输电线路最大耐受温度；和分别为第k-1次和第k次采样输电线路功率时的输电线路温度估计值；v_pk为第k个采样输电线路功率的时刻的输电线路功率变化速度；P_L(k-1)和P_Lk分别为第k-1次和第k次采样输电线路功率时测得的输电线路功率，k为大于或等于2的整数。

4.如权利要求3所述的计及动态热特性的输电线路自适应过负荷保护方法，其特征在于，第k次采样输电线路功率时的输电线路温度估计值按下式计算：

式中，系数t_k＝kΔt，系数λ₁、λ₂、λ₃分别为：

5.如权利要求3所述的计及动态热特性的输电线路自适应过负荷保护方法，其特征在于，第1次采样输电线路功率时的输电线路温度按以下方式确定：

式中，P_L1为第1次采样输电线路功率时测得的输电线路功率；v_p1为第1个采样输电线路功率的时刻的输电线路功率变化速度，由以下公式计算：

系数C₁由以下式子计算：

式中，为发生过负荷时刻的输电线路温度估计值，由以下式子计算：

6.如权利要求3所述的计及动态热特性的输电线路自适应过负荷保护方法，其特征在于，步骤S106中，保护动作时间整定值按以下方式确定：

第k次采样输电线路功率时的保护动作时间整定值t_op,k由以下公式整定：

式中，K_rel为可靠性系数，其取值满足以下条件：