一种基于电流行波预测的输电线路差动保护方法

摘要

本发明公开了一种基于电流行波预测的输电线路差动保护方法。该方法首先采集输电线路两端各个采样时刻的电压、电流行波分量，利用各采样时刻的前1/4周期时刻的电压、电流行波分量预测各采样时刻的输电线路两端的电流行波分量，在输电线路两端分别将预测得到的各采样时刻的电流行波分量与采样得到的各时刻电流行波分量，利用常规比例制动特性构成电流行波差动保护，若输电线路两端电流行波差动保护的任一相电流行波差动保护动作，则保护向该相线路两端的断路器发跳闸信号。本发明无需通过插值运算求其各采样时刻的电流行波分量，减少了行波保护运算量，可在1/4周期的短数据窗内完成故障行波保护功能，保护动作速度快。

主权项

一种基于电流行波预测的输电线路差动保护方法，其特征在于：（1）采集输电线路在m变电站检测点处的各个采样时刻的三相电压行波分量u_mA(t)、u_mB(t)、u_mC(t)，三相电流行波分量i_mA(t)、i_mB(t)、i_mC(t)；采集输电线路在n变电站检测点处各个采样时刻的三相电压行波分量u_nA(t)、u_nB(t)、u_nC(t)、三相电流行波分量i_nA(t)、i_nB(t)、i_nC(t)，作为输入量;（2）采用相模变换，将m变电站检测点处的各个采样时刻的三相电压行波分量、三相电流行波分量转换成0、α、β模行波分量u_m0(t)、u_mα(t)、u_mβ(t)和i_m0(t)、i_mα(t)、i_mβ(t)；将n变电站检测点处的各个采样时刻的三相电压行波分量、三相电流行波分量转换成0、α、β模行波分量u_n0(t)、u_nα(t)、u_nβ(t)和i_n0(t)、i_nα(t)、i_nβ(t);（3）利用时刻的0、α、β模行波分量预测t时刻m变电站检测点处的0、α、β模电流行波分量：$i_{m0}^{\text{'}}\left(t\right)=\frac{u_{m0}(t-\frac{T}{4})}{Z_{c0}}\frac{\cos (100\pi *\frac{l}{v_0})}{\sin (100\pi *\frac{l}{v_0})}-\frac{u_{n0}(t-\frac{T}{4})}{Z_{c0}\sin (100\pi *\frac{l}{v_0})}$$i_{\mathrm{m\alpha }}^{\text{'}}\left(t\right)=\frac{u_{\mathrm{m\alpha }}(t-\frac{T}{4})}{Z_{\mathrm{c\alpha }}}\frac{\cos (100\pi *\frac{l}{v_{\alpha }})}{\sin (100\pi *\frac{l}{v_{\alpha }})}-\frac{u_{\mathrm{n\alpha }}(t-\frac{T}{4})}{Z_{\mathrm{c\alpha }}\sin (100\pi *\frac{l}{v_{\alpha }})}$$i_{\mathrm{m\beta }}^{\text{'}}\left(t\right)=\frac{u_{\mathrm{m\beta }}(t-\frac{T}{4})}{Z_{\mathrm{c\beta }}}\frac{\cos (100\pi *\frac{l}{v_{\beta }})}{\sin (100\pi *\frac{l}{v_{\beta }})}-\frac{u_{\mathrm{n\beta }}(t-\frac{T}{4})}{Z_{\mathrm{c\beta }}\sin (100\pi *\frac{l}{v_{\beta }})}$其中，l为输电线路长度；T为基频分量的周期时间；Z_c0、Z_cα、Z_cβ分别为输电线路0、α、β模行波分量的特性阻抗；ν₀、ν_α、ν_β分别为输电线路0、α、β模行波分量的传播速度;（4）利用时刻的0、α、β模行波分量预测t时刻n变电站检测点处的0、α、β模电流行波分量：$i_{n0}^{\text{'}}\left(t\right)=\frac{u_{n0}(t-\frac{T}{4})}{Z_{c0}}\frac{\cos (100\pi *\frac{l}{v_0})}{\sin (100\pi *\frac{l}{v_0})}-\frac{u_{m0}(t-\frac{T}{4})}{Z_{c0}\sin (100\pi *\frac{l}{v_0})}$$i_{\mathrm{n\alpha }}^{\text{'}}\left(t\right)=\frac{u_{\mathrm{n\alpha }}(t-\frac{T}{4})}{Z_{\mathrm{c\alpha }}}\frac{\cos (100\pi *\frac{l}{v_{\alpha }})}{\sin (100\pi *\frac{l}{v_{\alpha }})}-\frac{u_{\mathrm{m\alpha }}(t-\frac{T}{4})}{Z_{\mathrm{c\alpha }}\sin (100\pi *\frac{l}{v_{\alpha }})}$$i_{\mathrm{n\beta }}^{\text{'}}\left(t\right)=\frac{u_{\mathrm{n\beta }}(t-\frac{T}{4})}{Z_{\mathrm{c\beta }}}\frac{\cos (100\pi *\frac{l}{v_{\beta }})}{\sin (100\pi *\frac{l}{v_{\beta }})}-\frac{u_{\mathrm{m\beta }}(t-\frac{T}{4})}{Z_{\mathrm{c\beta }}\sin (100\pi *\frac{l}{v_{\beta }})}$其中，l为输电线路长度；T为基频分量的周期时间；Z_c0、Z_cα、Z_cβ分别为输电线路0、α、β模行波分量的特性阻抗；ν₀、ν_α、ν_β分别为输电线路0、α、β模行波分量的传播速度;（5）将预测得到各个采样时刻的i′_m0(t)、i′_mα(t)、i′_mβ(t)行波分量进行相模反变换得到m变电站检测点处的各个采样时刻的三相电流行波分量i′_mA(t)、i′_mB(t)、i′_mC(t)；将预测得到各个采样时刻的i′_n0(t)、i′_nα(t)、i′_nβ(t)行波分量进行相模反变换得到n变电站检测点处的各个采样时刻的三相电流行波分量i′_nA(t)、i′_nB(t)、i′_nC(t);（6）由m变电站检测点处采样得到各采样时刻的三相电流行波分量i_mA(t)、i_mB(t)、i_mC(t)与预测得到的各个采样时刻的三相电流行波分量i′_mA(t)、i′_mB(t)、i′_mC(t)利用常规比例制动特性构成行波差动保护，若任一相电流行波差动保护动作，则保护向该相线路两端的断路器发跳闸信号;（7）由n变电站检测点处采样得到各采样时刻的三相电流行波分量i_nA(t)、i_nB(t)、i_nC(t)与预测得到的各个采样时刻的三相电流行波分量i′_nA(t)、i′_nB(t)、i′_nC(t)利用常规比例制动特性构成行波差动保护，若任一相电流行波差动保护动作，则保护向该相线路两端的断路器发跳闸信号。