電力線路保護(hù)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)保護(hù)和控制技術(shù)，具體涉及電力線路保護(hù)。
【背景技術(shù)】
[0002]電力線路是電力系統(tǒng)電源與負(fù)荷的紐帶，是電力系統(tǒng)的重要組成部分。電力線路穿過平原河流，跨過高山森林，線路走廊復(fù)雜，易于發(fā)生故障。電力線路故障，不僅損壞電力設(shè)備，還將影響用戶供電，危害正常的社會和生活秩序。電力線路保護(hù)是電力系統(tǒng)研究的重要課題。
[0003]現(xiàn)有的電力線路保護(hù)技術(shù)包括基于單端電氣量的電流保護(hù)、電壓保護(hù)和距離保護(hù)，基于雙端電氣量的電流差動保護(hù)、縱聯(lián)方向保護(hù)等等。現(xiàn)有的在現(xiàn)場的電力線路保護(hù)都是基于工頻穩(wěn)態(tài)電氣量的。但是電力線路發(fā)生故障后，故障后的暫態(tài)行波信息和工頻穩(wěn)態(tài)電氣量一樣都包括了故障發(fā)生、故障地點等故障信息。基于暫態(tài)故障行波信息也一樣可以構(gòu)成電力線路保護(hù)。而且，現(xiàn)有的繼電保護(hù)技術(shù)難以保護(hù)中性點非有效接地系統(tǒng)的單相接地故障。隨著電網(wǎng)互聯(lián)，系統(tǒng)越來越大，系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題越來越突出。眾所周知，故障切除的越快，越有利于系統(tǒng)穩(wěn)定。而基于暫態(tài)行波的保護(hù)技術(shù)比基于工頻穩(wěn)態(tài)的保護(hù)技術(shù)具有先天的快速性。因此，研究基于暫態(tài)行波的繼電保護(hù)能夠有利促進(jìn)繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展。
[0004]基于暫態(tài)行波的故障信息已被用于構(gòu)造行波保護(hù)、行波測距和行波選線，已取得了一些進(jìn)展。但是現(xiàn)有的基于行波信息的保護(hù)技術(shù)也有其自身的不足，如由于難以區(qū)分故障產(chǎn)生的行波和系統(tǒng)擾動如雷擊甚至開關(guān)操作產(chǎn)生的行波而易于誤動。
[0005]另外，現(xiàn)有的繼電保護(hù)技術(shù)集中在故障發(fā)生后的快速有選擇隔離故障設(shè)備，是一種事后處理的策略，目的是減少故障損失，防止故障進(jìn)一步惡化，引起系統(tǒng)事故?，F(xiàn)有的繼電保護(hù)技術(shù)為目前電力系統(tǒng)安全運行提供了保障。但是如果能識別故障發(fā)展過程，實現(xiàn)故障預(yù)警，防患于未然，則不僅能減少故障損失，而且將大大提高電力系統(tǒng)運行的可靠性、安全性和經(jīng)濟(jì)性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是為實現(xiàn)一種既能快速切除故障、又能提前預(yù)報故障的電力線路保護(hù)。
[0007]本發(fā)明提出的電力線路保護(hù)方法，其特征在于，包括:實時采集被保護(hù)線路一端行波電氣量和工頻電氣量；基于行波電氣量，判斷系統(tǒng)中是否發(fā)生了行波擾動；如果系統(tǒng)中發(fā)生了行波擾動，記錄擾動發(fā)生時間，基于行波電氣量判斷擾動是否發(fā)生在被保護(hù)線路上；如果判定擾動發(fā)生在被保護(hù)線路上，基于工頻電氣量判斷系統(tǒng)中是否發(fā)生了故障；如果判定系統(tǒng)中發(fā)生了故障，保護(hù)動作，發(fā)出跳閘信號；如果判定系統(tǒng)中沒有發(fā)生故障，判斷連續(xù)行波擾動判據(jù)是否滿足；如果連續(xù)行波擾動判據(jù)滿足，發(fā)出故障預(yù)警信號。
[0008]本發(fā)明的基本原理是電力線路發(fā)生故障后，電力系統(tǒng)經(jīng)過暫態(tài)過程后進(jìn)入故障后穩(wěn)態(tài)。故障后的暫態(tài)行波信息和穩(wěn)態(tài)工頻信息都是故障現(xiàn)象的一部分。暫態(tài)行波信息和穩(wěn)態(tài)工頻信息也都能反映故障。暫態(tài)行波信息反映了交流系統(tǒng)發(fā)生故障后的微觀情況。穩(wěn)態(tài)工頻信息反映了交流系統(tǒng)發(fā)生故障后系統(tǒng)的宏觀情況。電力線路發(fā)生故障后，系統(tǒng)中將產(chǎn)生從故障點出發(fā)沿系統(tǒng)傳播的故障行波。故障初始行波僅受經(jīng)過的路徑上電氣設(shè)備的影響，不受系統(tǒng)中行波尚未經(jīng)過的電氣設(shè)備的影響。因此，在測量點，初始行波不受中性點接地方式的影響。無論是中性點接地系統(tǒng)，還是非有效接地系統(tǒng)，測量點都能有效獲取初始行波。另外，區(qū)內(nèi)故障時，測量點初始行波既有反向行波，又有正向行波；區(qū)外故障時，測量點初始行波只有正向行波，沒有反向行波。電力線路發(fā)生接地故障后，故障后的穩(wěn)態(tài)工頻電氣量與故障前相比發(fā)生了顯著變化。故障前，三相對稱，三相電壓對稱，三相電壓維持在額定電壓附近，三相電流為負(fù)荷電流，無零序電壓和零序電流。故障后，電壓電流將出現(xiàn)顯著變化。中性點有效接地系統(tǒng)中，故障后，故障相工頻穩(wěn)態(tài)電壓降低，故障相工頻穩(wěn)態(tài)電流升高。不對稱故障后，負(fù)序電壓和零序電壓還將升高。中性點非有效接地系統(tǒng)中，單相接地故障后，零序電壓升高，除單相接地以外的短路故障，故障相電流升高，故障相電壓降低。
[0009]但是，故障暫態(tài)過程隨故障時刻的不同而不同，因此，故障后的穩(wěn)態(tài)工頻電氣量是保護(hù)跳閘的必要條件。另一方面，故障前的絕緣擊穿也會產(chǎn)生行波，因此行波信息可用于故障預(yù)防。但是電力系統(tǒng)中不僅故障、故障前的絕緣擊穿會產(chǎn)生行波，雷擊或者開關(guān)操作也會產(chǎn)生行波，因此，有必要識別行波到底是故障前兆，還是由雷擊、開關(guān)操作等擾動產(chǎn)生的。
[0010]對于正常運行的電力線路，其承受交流電源的激勵，如果行波是由某點絕緣降低產(chǎn)生的，則該行波將是短期內(nèi)重復(fù)的。如果行波是由于雷擊或者開關(guān)操作產(chǎn)生的，則該行波將是瞬時的，短期內(nèi)不重復(fù)的。因此，被保護(hù)線路上行波出現(xiàn)的頻率，可以用于識別擾動來源，構(gòu)成故障預(yù)防判據(jù)。
[0011 ] 本發(fā)明中的行波指的是運行中的電力設(shè)備由于受到擾動弓I起的在電力系統(tǒng)中傳播的電磁波。
[0012]本發(fā)明基于檢測被保護(hù)線路一端的電氣量，一方面實現(xiàn)電力線路快速保護(hù)，另一方面實現(xiàn)電力線路故障預(yù)警。
[0013]本發(fā)明能夠?qū)崟r監(jiān)測電力線路的運行情況，及時提供電力線路故障預(yù)警信息，減少電力線路故障，提高電力線路運行可靠性。
【附圖說明】
[0014]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的電力線路保護(hù)方法的流程框圖；
[0015]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的電力線路保護(hù)流程框圖。
【具體實施方式】
[0016]為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點，下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0017]在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是，本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其他方式來實施，因此，本發(fā)明并不局限于下面公開的具體實施例。
[0018]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的電力線路保護(hù)方法的流程框圖，包括:
[0019]步驟1:實時采集被保護(hù)線路一端的行波電氣量和工頻電氣量；
[0020]步驟2:基于行波電氣量，判斷系統(tǒng)中是否發(fā)生了行波擾動；
[0021]