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一種同塔雙回直流輸電線路故障選線方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種同塔雙回直流輸電線路故障選線方法，包含以下步驟：基于本回線路的極線電壓電流計算雙回線路本回的線模波和地模波；計算地模波變化率；判斷地模波變化率的絕對值是否大于一個極低整定值，滿足則開始對線模波和地模波分別取平方值之后進行積分，并計算兩者積分比值，否則繼續(xù)判斷；由該比值判別故障回與非故障回；由故障回路的地模波積分值大小判別故障回中的故障極與非故障極。具有靈敏度高、運算量小、只需要本回信息、不同回之間無需通信、所需判斷時間短，受過渡電阻影響小，能夠對同塔雙直流輸電線路的故障回路快速確定且不易出現(xiàn)誤判的情況等優(yōu)點。
【專利說明】一種同塔雙回直流輸電線路故障選線方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種電力系統(tǒng)直流輸電技術，特別涉及一種同塔雙回直流輸電線路故 障選線方法。

【背景技術】
[0002] 中國自然能源分布不均勻以及能源與人口分布不對稱的現(xiàn)狀，使得高壓直流輸電 技術在國內(nèi)具有開闊的應用前景。相比高壓交流輸電技術，高壓直流輸電技術具有單位造 價低、傳輸功率大、兩端交流無需同步運行、控制調(diào)節(jié)迅速等優(yōu)點，因此運用高壓直流輸電 技術有利于提高電力系統(tǒng)的經(jīng)濟指標、技術指標、運行的可靠性和調(diào)度的靈活性等。
[0003] 為了確保電力系統(tǒng)的安全可靠運行，高壓直流輸電線路的保護具有重要意義。目 前，世界上的高壓直流輸電線路保護大多采用行波保護，利用傳播到保護測量點的電壓電 流行波特征進行故障判別，保護檢測時間短。但是，由于輸電容量的增加和輸電走廊緊張， 同塔雙回直流輸電線路正日益投入運行。同塔雙回線路有兩回線路，每一回線路都有正極、 負極，任一回線路的極線發(fā)生故障，在行波傳播過程都會在另一回線路的正極和負極感應 故障電氣量，對基于單回線路或單極線的行波保護不利，可能引起非故障回的保護誤動。為 了保證輸電線路選線的可靠性必將提高線路整定值，但又會由于高阻接地故障時電壓電流 等電氣量故障特征不明顯，故障選線方法也容易出現(xiàn)拒動。傳統(tǒng)的基于單回線路設計的模 量行波保護應用于同塔雙回直流輸電線路后，雖然耦合到非故障的線模波非常小，但是由 于在同塔雙回線路上有三個不同的線模分量，非故障回感應的線模波隨著過渡電阻和故障 距離的變化，可能會使線模波變化率和線模波變化幅值大于整定值而引起誤動。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的缺點與不足，提供一種同塔雙回直流輸電線路 故障選線方法，該方法是針對同塔雙回線路的故障特征基于雙回線路每一回的信息提供一 種同塔雙回直流輸電線路故障的選線方法，適用于存在現(xiàn)有的同塔雙回直流輸電線路且靈 敏度高、不易發(fā)生誤判，耐受過渡電阻能力強。
[0005] 本發(fā)明的目的通過下述技術方案實現(xiàn)：一種同塔雙回直流輸電線路故障選線方 法，包含以下步驟：
[0006] (1)取當前時刻之前的某一特定時刻電壓瞬時值作為參考量，通過當前時刻的電 壓瞬時值減去參考量得到四根極線的電壓變化量，其中四根極線用IP、1N、2P、2N表示，1P、 1N分別第一回線路的正極線、負極線，2P、2N分別為第二回線路的正極線和負極線，則四根 極線的電壓變化量分別為Au 1P、Au1N、Au2P、Au2N;電流變化量分別為Ai lp、Ai1N、Ai2P、 Δ i2N。
[0007] (2)基于單回線路線模波和地模波的求取定義，分別計算各回線路的虛擬線模波 和虛擬地模波，計算公式如下：
[0008]

【權利要求】
1. 一種同塔雙回直流輸電線路故障選線方法，其特征在于，包含以下步驟： (1) 分別取當前時刻之前的某一特定時刻各極線的電壓電流瞬時值作為各自極線的參 考量，通過當前時刻的各極線的電壓電流瞬時值減去各自極線的參考量得到各極線的電壓 電流變化量； (2) 基于單回線求取線模波與地模波的公式計算雙回線路中第一回線的虛擬線模波 Pi、第一回線的虛擬地模波Gi、第二回線的虛擬線模波P2和第二回線的虛擬地模波G2 ; (3) 計算各回線路虛擬地模波的變化率的絕對值，并判斷地模量的變化率絕對值是否 滿足保護定值，若地模量的變化率絕對值滿足保護定值，則執(zhí)行步驟（4)，否則，返回步驟 (3)； (4) 對每回線路虛擬線模波和虛擬地模波分別在T時間窗內(nèi)進行取平方值之后積分， 得到虛擬線模波的平方積分值
和虛擬地模波的平方積分值<
，并計算二者的比值
9 (5) 根據(jù)比值結果進行故障選回；若
，該回線路為非故障回路，閉鎖該 回線路，該回線路故障判別結束；若<
，該回線路為故障回路，不閉鎖該回線 路，則執(zhí)行步驟（6); (6) 比較故障回路的地模波積分值Se的大小：若Se> Λ s，則表示故障回路的正極為故障 極；若Se〈_ Λ s，則表示故障回路的負極為故障極。
2. 根據(jù)權利要求1所述的同塔雙回直流輸電線路故障選線方法，其特征在于，步驟（1) 中，所述的各極線的電壓變化量和電流變化量采用以下公式進行計算：
其中，u1P(t)，i1P(t)分別表示線路1P在t時刻的電壓瞬時值和電流瞬時值，Au 1P、Λ i1P 分別表示線路IP的電壓突變量和電流突變量，以此類推，At為當前時刻與故障前的時間 間隔，取l〇ms以確保故障發(fā)生后的10ms內(nèi)獲得電壓突變量和電流突變量為故障分量。
3. 根據(jù)權利要求1所述的同塔雙回直流輸電線路故障選線方法，其特征在于，在步驟 (3)中，求取地模波變化率的數(shù)值方法為求取三個點的向后差商數(shù)值微分值的最大值，求取 公式如下：
其中，td為采樣時間間隔，然后再對地模波變化率取絕對值。
4. 根據(jù)權利要求1所述的同塔雙回直流輸電線路故障選線方法，其特征在于，在步驟 (4)中，線模波和地模波的積分選取以下的計算公式，且當積分值小于1時輸出為1，計算公 式為：
Sp和Se分別為線模量和地模量的積分值，td為采樣時間間隔，?\為積分時間常數(shù)。
5. 根據(jù)權利要求1所述的同塔雙回直流輸電線路故障選線方法，其特征在于，步驟（2) 中，計算所述雙回線路中第一回線的虛擬線模波Pi和虛擬地模波匕以及第二回線的虛擬線 模波P 2和虛擬地模波G2的計算公式如下：
其中，Zd為線路線模波阻抗，Z&為線路地模波阻抗。
6. 根據(jù)權利要求1所述的同塔雙回直流輸電線路故障選線方法，其特征在于，步驟（1) 中，所述極線包括第1回線的正極線1P、第1回線的負極線1N、第二回線的正極線2P和第 二回線的負極線2N，所述第1回線的正極線1P、第1回線的負極線1N、第二回線的正極線 2P和第二回線的負極線2N的電壓變化量分別為Au 1P、Au1N、Au2P和Au2N，所述第1回線 的正極線1P、第1回線的負極線1N、第二回線的正極線2P和第二回線的負極線2N的電流 變化量分別為Δ ilp、Δ i1N、Δ i2P和Δ i2N。
【文檔編號】G01R31/08GK104155572SQ201410335032
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年7月15日 優(yōu)先權日:2014年7月15日
【發(fā)明者】馬燕君, 李海鋒, 汪鳳嬌, 劉金平, 武霽陽, 王鋼 申請人:華南理工大學