故障行波網絡保護方法

2023-05-13 07:36:41 1

專利名稱：：故障行波網絡保護方法
技術領域：
：本發明屬於電力系統繼電保護領域，涉及一種基於整個電網的故障行波保護方法。
背景技術：
：行波保護基於輸電線路故障時，由故障點向線路各側傳播的行波特徵來檢測故障，大致上可分為行波方向保護、行波距離保護和行波差動保護。行波方向保護需利用初始行波的極性、幅值信息為保護判別依據，其靈敏性和可靠性易受小初始角、近距離故障、反射波、行波色散、故障電弧、母線結構、極性判斷受幹擾等因素的影響。行波距離保護利用行波從故障點傳播到線路某側的時間r來得到故障距離，從而進行保護，這種保護方法需要準確辨識初始行波和故障點的反射行波，並準確記錄行波到達時間，其中故障點反射行波的辨識較為困難，而且在近距離故障時存在死區。行波差動保護利用線路兩側的方向性行波的差值來判斷故障，需利用電流的幅值，對時間的要求非常高，一端時間錯誤就會導致保護拒動或誤動。上述保護方法各有其優缺點，在實際應用中都有其局限性，而且這些方法都是基於一條線路上的行波特徵進行線路保護的，易受電網中其它母線的折反射行波和高頻幹擾信號的影響，所以行波保護的靈敏性和可靠性一直無法完全滿足電力系統的運行要求。
發明內容本發明的目的是克服已有技術的不足之處，解決現有輸電線路故障行波保護方法所存在的靈敏性和可靠性差的技術問題。本發明藉助於高速網絡通信系統，通過對互聯電網行波保護繼電器記錄的初始行波到達時間的集中分析，綜合利用所有有效初始行波到達時間來進行保護，有效解決了行波保護的靈敏性和可靠性問題，有助於進一步提高行波保護的實用性。本發明解決上述技術問題的技術方案包括以下步驟第一步、在電網中所有輸電線路兩端安裝行波保護繼電器；第二步、線路故障後行波保護繼電器記錄故障產生的初始行波到達各線路兩端的時間，並將記錄的數據信息傳送給保護裝置；第三步、保護裝置判別無效初始行波到達時間，並對部分無效初始行波到達時間進行修正(1)無效初始行波到達時間的判別依次計算變電站(M)的初始行波到達時間^與任一相鄰變電站(AO的初始行波到達時間~之差、:如果與變電站(M)相鄰的所有ZM個變電站中，滿足—Z柳<r的變電站個數^,，則變電站(M)的初始行波到達時間、是有效初始行波到達時間，式中/,為變電站(M)與變電站(AO之間的輸電線路長度，v為行波在輸電線路上的傳輸速度，r為設定的時間誤差裕量，取值範圍為0~2/^;若滿足上式的變電站個數小於,，但^是有效初始行波到達時間時，公式formulaseeoriginaldocumentpage5〈r成立，則^仍是有效初始行波到達時間；否則^是無效初始行波到達時間；(2)部分無效初始行波到達時間的修正當與具有最小有效初始行波到達時間的變電站(M)相鄰的變電站(AO為無效初始行波到達時間時，首先利用最小有效初始行波到達時間Q按下式進行修正W附若修正後的行波到達時間仍為無效行波時間，則再按下式再次修正/formulaseeoriginaldocumentpage6""附V若修正後的行波到達時間為有效初始行波到達時間，重複第三步；第四步、利用有效初始行波到達時間進行故障線路的判別(1)若第三步中修正後的行波到達時間仍為無效初始行波到達時間，則線路mw為故障線路；(2)取最小有效初始行波到達時間、，分別與相鄰變電站的有效初始行波到達時間Z"配對進行比較，若滿足則相應的線路mn為故障線路；不成立者對應的線路為非故障線路；第五步、故障線路判斷結束，保護出口跳閘。本發明的技術效果在於本發明在整個輸電網的每條線路兩端變電站裝設行波保護繼電器，利用行波保護繼電器檢測初始行波的到達時間，然後由保護裝置對所有初始行波到達時間進行處理，並根據最小有效初始行波到達時間判斷故障線路，進而發出保護跳閘指令。本發明方法中故障線路的判斷與整個電網中所有行波保護繼電器記錄的有效初始行波到達時間有關，可以消除某個行波保護繼電器故障、啟動失靈或時間記錄錯誤對保護結果的影響，提高了輸電線路故障行波保護的靈敏性和可靠性。下面結合附圖對本發明作進一步的說明。圖l仿真電網模型。具體實施例方式參見圖1，圖1為實施本發明的仿真電網模型，整個電網中共有8個變電站，在各變電站安裝故障行波保護繼電器，當(MAO線中距(M)站10^處故障後，會產生在整個輸電網中傳播的行波信號，這時電網中各行波保護繼電器均可檢測到行波信號並記錄初始行波的到達時間，見表1。行波保護繼電器將初始行波的到達時間發送到保護裝置，由保護裝置進行無效初始行波到達時間的判別，並根據有效初始行波到達時間來進行線路保護。表1tableseeoriginaldocumentpage7保護裝置在故障發生後根據各行波保護繼電器記錄的初始行波到達時間進行線路保護，具體過程如下保護裝置判別無效初始行波到達時間根據本發明方法中判別無效初始行波到達時間的方法可知，表l中的初始行波到達時間均為有效初始行波到達時間。保護裝置進行故障線路的判別由表1可知，(M)變電站的初始行波到達時間、在所有有效初始行波到達時間中是最小的，按本發明方法中故障線路的判別方法將^和相鄰變電站的初始行波到達時間分別配對進行計算，知^和^配對時公式成立，、和其它變電站的初始行波到達時間配對時上式不成立，所以線路m"為故障線路。利用本發明方法可準確判別出故障線路，保護準確度高。如果(M)和(AO變電站中某一端行波保護繼電器故障、啟動失靈或時間記錄錯誤後，傳統行波保護會發生拒動或誤動。此時按本發明方法仍可準確判別出故障線路，具體過程如下假定(AO站行波保護繼電器故障，則表l中(AO站的時間為0，根據本發明方法中判別無效初始行波到達時間的方法可知(AO站的初始行波到達時間為無效時間，其餘各行波保護繼電器記錄的初始行波到達時間為有效初始行波到達時間。此時由於電網中具有無效初始行波到達時間，不能準確判斷最小初始行波到達時間，需對無效初始行波到達時間進行修正。取有效初始行波到達時間中最小者^按本發明方法對變電站(AO的初始行波到達時間進行修正，可知二次修正後的行波到達時間、仍為無效行波時間，按本發明方法中故障線路的判別方法知線路m"為故障線路。從上述分析可以看出，本發明方法利用了整個輸電網中各行波保護繼電器記錄的所有有效初始行波到達時間來進行網絡保護，因此這種保護方法可以在某一臺保護裝置故障、啟動失靈或時間記錄錯誤後仍能可靠進行保護，完全解決了傳統行波保護中可能出現的保護準確度低和保護失敗的難題，使行波保護的可靠性和實用性大大提高。權利要求1、一種故障行波網絡保護方法，包括如下步驟第一步、在電網中所有輸電線路兩端變電站安裝行波保護繼電器；第二步、線路故障後行波保護繼電器記錄故障產生的初始行波到達各線路兩端變電站的時間，並將記錄的初始行波到達時間傳送給保護裝置；第三步、保護裝置根據各行波保護繼電器記錄的初始行波到達時間進行無效初始行波到達時間的判別，並利用最小有效初始行波到達時間對部分無效初始行波到達時間進行修正；第四步、保護裝置進行故障線路的判別；第五步、故障線路判斷結束，保護出口跳閘。2、根據權利要求l所述的電網故障行波保護方法，第三步中無效初始行波到達時間的判別是按初始行波到達時間從小到大的順序進行。3、根據權利要求l所述的電網故障行波保護方法，第三步中僅對與最小有效初始行波到達時間相鄰的無效初始行波到達時間進行修正，修正方法為當與具有最小有效初始行波到達時間的變電站(M)相鄰的變電站(7V)為無效初始行波到達時間時，首先利用最小有效初始行波到達時間L按下式進行修正若修正後的行波到達時間仍為無效行波時間，則再按下式再次修正:式中/，為變電站(Af)與變電站(AO之間的輸電線路長度，v為行波在輸電線路上的傳輸速度，^為變電站(AO的行波保護繼電器記錄的初始行波到達時間。4、根據權利要求l所述的電網故障行波保護方法，第四步中故障線路的判別是根據最小有效初始行波到達時間及與其相鄰的所有有效初始行波到達時間進行的。5、根據權利要求l所述的電網故障行波保護方法，第四步中故障線路的判別方法為(1)若第三步中修正後的行波到達時間仍為無效初始行波到達時間，則線路mw為故障線路；(2)取最小有效初始行波到達時間。分別與相鄰變電站的有效初始行波到達時間。.配對進行比較，若滿足則相應的線路(/為故障線路；不成立者對應的線路為非故障線路；式中^為變電站(/)與變電站(/)之間的輸電線路長度，r為時間誤差裕量，取值範圍為0l/zS。全文摘要本發明屬於電力系統繼電保護領域，涉及一種故障行波網絡保護方法，本發明的方法是在輸電網的所有變電站安裝行波保護繼電器，輸電線路故障後行波保護繼電器記錄初始行波到達各變電站的時間並將時間傳送給保護裝置；保護裝置對所有初始行波到達時間進行無效初始行波到達時間的判別，利用最小有效初始行波到達時間進行部分無效初始行波到達時間的修正，進而確定故障線路，發出跳閘命令。本發明方法利用所有有效初始行波到達時間進行網絡保護，在故障線路某一端的保護繼電器出現故障、啟動失靈或時間記錄錯誤時，保護仍能可靠動作，從而避免了保護拒動和誤動的可能，提高了保護動作的可靠性和準確性。文檔編號G01R31/327GK101267108SQ20081003082公開日2008年9月17日申請日期2008年3月17日優先權日2008年3月17日發明者姚建剛,曾祥君,李澤文,楚湘輝,王媛媛,馬洪江申請人:長沙理工大學