输电线路单端暂态信号高频分量处理量差动保护方法

摘要

本发明是电力输电线路单端量暂态保护方案。线路短路时，故障产生大量的高频信号向两端传播，由于母线存在对地分布电容，高频信号通过母线时会显著减小，在母线近故障侧检测到的高频分量值总是大于远故障侧检测到的值。本发明利用上述原理，采集线路保护安装处母线内、外两侧故障信号，利用完全重构滤波器组无损分割故障暂态信号，进而计算母线内、外两侧各子带分量的某种处理量差值，由差值按多数表决机制判断是区内故障、还是区外故障。构造判据所用信号是覆盖全高频段的多个子带高频信号，能随采样频率改变自适应调整各子带频率。该方案简单可靠、能保护线路全长，对母线分布电容要求低，从原理和硬件实现方式上增强容错能力和可靠性。

主权项

一种新型实用的输电线路单端暂态信号高频分量处理量差动保护方法，其特征在于采集母线内、外两侧暂态电流(或暂态电压)后，利用完全重构分析滤波器组将暂态电流(或电压)信号无损地分割成一个低频子带分量和多个高频子带分量；然后，分别计算母线内、外两侧的对应暂态高频子带分量的能量差、或熵差、或复杂度差、或奇异度差、或模极大值差，或其它差值，由滤波器组的多个通道差值经多数表决机制，判断是区内、还是区外故障。具体采用下述步骤：(1)采集保护安装处母线外、内两侧暂态电流I1、I2(或电压U1、U2)，利用完全重构分析滤波器组将其无损地分别分割成一个低频子带分量U1Lf和多个高频子带分量U1hf1、I1hf2、I1hf3...I2Lf(或电压U1Lf和U1hf1、U1hf2、U1hf3...)。(2)求取各高频子带分量的能量、或熵、或复杂度、或奇异度、或模极大值、或其它处理量值P_I1hf1、P_I1hf2、P_I1hf3...(或P_U1hf1、P_U1hf2、P_U1hf3...)，然后计算母线内、外两侧暂态电流(或电压)对应通道的高频子带分量的能量差、或熵差、或信号复杂度差、或奇异度差、或模极大值差、或其它差值diff1、diff2、diff3...(这些差值总是由母线内侧暂态信号处理量减去外侧对应通道的暂态信号处理量而得到)。(3)由(2)计算的这些差值经多数表决机制判断是区内故障还是区外故障。由于故障信号的暂态高频分量在线路上不断发生折射、反射，在保护安装处检测到的暂态高频量极性和幅值变化很快，因此暂态量的正确检测判断必须在暂态信号即行波第二次到来之前完成。为保证暂态量检测的快速性和可靠性，特制定一个多数表决机制，即各通道的差值diff1、diff2、diff3...与整定值比较，它们中的大多数判断为某区域故障即确定为该区域故障，而不必所有通道的差值与整定值比较得出一致的结论，才作定论。以只有3个高频通道的系统为例，当满足PS＝((|P_I1hf1|＞PSqd1)+(|P_I2hf1|＞PSqd2))＝1时，表示线路发生故障，则启动保护；进一步，如果diff1、diff2、diff3这3个差值中有2个大于其整定值，即Act＝((diff1＞kset1)+(diff2＞kset2))·((diff2＞kset2)+(diff3＞kset3))·((diff1＞kset1)+diff3＞kset3))＝1时，则，判断为区内故障；否则，判为该保护装置的区外故障。其中PSqd1、PSqd2为保护启动值，kset1、kset2、kset3为该保护差动动作的整定值，这些值理论上都为0，但为了使保护动作具有一定裕度，整定为合适正实数。