[发明专利]基于过渡电阻及其变化速率的高压输电线路保护启动元件

说明书

本发明公开了基于过渡电阻及其变化速率的高压输电线路保护启动元件，当高压输电线路因绝缘子闪络、雷击、山火等因素对周围树枝、毛竹放电或经山火焰放电造成单相高阻接地故障时，通过计算过渡电阻并利用其实现高压输电线路保护的启动，弥补现有启动元件的不足，有效的提高保护启动元件的灵敏性，避免保护的拒动，提高整组保护的可靠性。

技术领域

本发明属于电力系统继电保护技术领域，具体涉及基于过渡电阻及其变化速率的高压输电线路保护启动元件。

背景技术

输电线路是电力系统的组成部分，它担负着输送和分配电能的任务，启动元件的主要任务是当输电线路发生短路故障时启动保护装置或进入故障计算程序。

由于中国电源与负荷逆向分布，需要采用远距离输电线路，多条输电线路需经过植被茂密的林区和山区，由于火焰接地、毛竹接地或树梢接地等原因已多次引起高阻单相接地故障。此类故障由于电压压降小、三相线间电压不对称度较小，同时故障电流呈缓慢上升趋势，其初值较小。由于故障特征不明显，高阻单相接地故障时，保护的启动元件长时间(数秒，甚至达到2小时以上)达不到启动定值，保护装置无法进入到故障处理程序，导致输电线路长时间带故障运行，可能导致相间绝缘击穿，转化为相间故障，严重影响到电力系统的安全稳定运行。另一方面，可能引发更大范围的山火，造成人身损害及经济损失。

基于暂态的电流突变量启动元件和基于稳态的零序电流启动元件配合应用，是目前高压输电线路保护最常用的保护启动元件，理论分析和工程实践表明在输电线路大多数故障情况下能有效启动保护。但在输电线路高阻单相接地故障时，零序电流值较小，如500kV输电线路单相接地故障时，当过渡电阻大于1000Ω左右时，零序电流启动元件难以达到启动定值，因而无法启动。同时由于电流缓慢上升趋势，电流突变量也很小，反应电流突变量的启动元件也难以达到启动定值。

针对上述问题，本发明结合输电线路高阻单相接地故障发生时电流电压特点，提出了基于过渡电阻及其变化速率的高压输电线路保护启动元件。

发明内容

本发明的目的是提供基于过渡电阻及其变化速率的高压输电线路保护启动元件，以解决现有技术中突变量启动元件与零序电流启动元件在面临高压输电线路高阻接地故障时不能启动的问题，使保护能快速启动并进入故障处理程序，从而提高高压输电线路保护的灵敏性和可靠性。

本发明所采用的技术方案是，

基于过渡电阻及其变化速率的高压输电线路保护启动元件，包括：根据高压输电线路的电压、电流信息，判断是否有启动标志，若有启动标志，执行故障计算程序；若没有启动标志，利用相电流突变量启动元件和零序电流启动元件判断线路保护是否满足启动条件；当满足启动条件，置启动标志，执行故障计算程序；若不满足启动条件，利用过渡电阻启动标志判断过渡电阻启动元件是否启动；

若过渡电阻启动元件已启动，计算过渡电阻变化速率，并判断过渡电阻变化速率是否达到过渡电阻变化速率启动定值，若达到过渡电阻变化速率启动定值则置启动标志，执行故障计算程序，否则直接对采样值自动零漂调整以及运行状态检查；若过渡电阻启动元件未启动，判断是否到了识别过渡电阻时间；

若到了识别过渡电阻时间，通过通信通道获取对侧零序电流值，结合高压输电线路三相电压、电流值，利用复合序网计算得到过渡电阻值，并判断过渡电阻值是否满足启动判据；若未到识别过渡电阻时间，对采样值自动零漂调整以及运行状态检查；

若计算得到的过渡电阻数值满足启动判据，过渡电阻启动元件启动，置过渡电阻启动标志，并向运行值班人员发出告警信号，否则直接对采样值自动零漂调整以及运行状态检查；

若过渡电阻值满足启动判据，则置过渡电阻启动标志，计算对应的过渡电阻变化速率，并判断过渡电阻变化速率是否达到过渡电阻变化速率启动定值，若达到则置启动标志，执行故障计算程序，否则直接对采样值自动零漂调整以及运行状态检查。

本发明的特点还在于：