專利名稱：一種輸電線路故障方向計算方法
技術領域：
本發明屬于輸電線路維護技術領域，尤其涉及ー種輸電線路故障方向計算方法。
背景技術：
輸電線路是電力系統發電、輸送電等的基本設備，在電力系統中占有非常重要的地位。輸電線路故障時，若不能及時切除或誤切除，則對主系統影響較大，容易造成電網解列，以及變壓器越級跳閘等重大事故。高壓/超高壓/特高壓線路保護擔負輸送電的重要任務，是電力系統的重要樞紐。它們造價極為昂貴，一旦因故障而遭到損壞，檢修難度大、時間長，對國民經濟造成的直接和間接損失十分巨大。這樣就對高壓/超高壓/特高壓線路保護裝置的選擇性、快速性、可靠性、靈敏性提出了更高的要求。方向保護是根據測量故障的方向來反映故障點是正向故障還是反向故障，其性能基本上不受系統運行方式的影響，在復雜電網中都可以有選擇性的切除故障，而且具有足夠的靈敏性和快速性，所以方向保 護一直是高壓/超高壓/特高壓線路保護的主要保護方式。在高壓/超高壓/特高壓線路廣泛采用電容式電壓互感器(CVT)，CVT的暫態過程對方向元件的故障判斷會產生很大的影響，嚴重時會引起區內故障的拒動和區外故障的誤動作。
發明內容
本發明的目的在于，提供ー種輸電線路故障方向計算方法，用于解決CVT暫態過程對方向元件的影響。為了實現上述目的，本發明提出的技術方案是，一種輸電線路故障方向計算方法，其特征是所述方法包括步驟I :利用電流互感器測量輸電線路發生故障前的電流瞬時值和發生故障后的電流瞬時值^ ;步驟2 :分別根據輸電線路發生故障前的電流瞬時值和發生故障后的電流瞬時值‘計算故障前相負荷電流へ和故障電流分量;步驟3 :根據故障前相負荷電流/#和故障電流分量，計算輸電線路故障方向。所述步驟3具體包括
Me在電カ系統送端，當-180° < Argf、< 0°時，系統發生正向故障；當
βψ
Μφ
0°< Ig(了1)<180°時，系統發生反向故障；
βψ在電カ系統受端，當時，系統發生正向故障；當
βψΜφ
-180し< Ar^(η—) < (^時，系統發生反向故障。
1Av本發明解決了 CVT暫態過程對方向元件的影響。
圖I是輸電線路故障方向計算方法流程圖；圖2是實施例提供的輸電線路方向保護的配置圖。
具體實施方式
下面結合附圖，對優選實施例作詳細說明。應該強調的是，下述說明僅僅是示例性的，而不是為了限制本發明的范圍及其應用。圖I是輸電線路故障方向計算方法流程圖。如圖I所示，輸電線路故障方向計算方法包括步驟I :利用電流互感器測量輸電線路發生故障前的電流瞬時值和發生故障后的電流瞬時值^。通過采集發生故障前后的電容式電壓互感器的電流瞬時信號，可以獲得發生故障前的電流瞬時值^^和發生故障后的電流瞬時值‘。步驟2 :分別根據輸電線路發生故障前的電流瞬時值和發生故障后的電流瞬時值^計算故障前相負荷電流Ia 和故障電流分量A/。根據輸電線路發生故障前的電流瞬時值，利用傅氏算法，采用下述公式(I)和
(2)可以計算得到故障前相負荷電流/_的幅值和相角。
つ τ2 2Τ2
2 ろノ =チ J,~sin( 丨/W/ + テ J/伽,cos(q/W/ (1)
x OO
τ
y JlupCOSi OJi/. )
tan =I--⑵
O根據發生故障后的電流瞬時值‘，利用傅氏算法，采用下述公式(3)和(4)可以計算得到故障電流ん的幅值和相角。
T 2 T 22/ノ = K sin(叫/W/ +yj ψ cosO人W/ (3)
1OO
在上述公式(I) - (4)中，Q1為角速度，T為積分間隔，免= Ac代表三相。再計算出故障前相負荷電流/#和故障電流/p后，帶入公式=/p -Iflup，可以得到故障電流分I V步驟3 :根據故障前相負荷電流和故障電流分量Δ/汁算輸電線路故障方向。對于高壓/超高壓/特高壓線路方向保護，CVT暫態過程對方向元件的影響是多方面的，導致方向保護可能會誤動作或拒動作。根據本發明線路保護裝置對電容式電壓互感器的電流波形采樣得到電流瞬時值，根據以下關系式判別故障點的方向在電カ系統送端當-18(Τ<ル又(了=) <0°時，系統發生正向故障。
βφ
Ma當0° < Argi-^) < 180°吋，系統發生反向故障。
1JhV在電カ系統受端
M當0。< Arg(-^) < 180。吋，系統發生正向故障。
I βφ
Ai當-180° < Argi-^) < 0°吋，系統發生反向故障。
βφ
Ai上述判別公式中，3嘆(卩)為故障前相負荷電流和故障電流分量之間的角
鄭i βψφ度。圖2是實施例提供的輸電線路方向保護的配置圖。圖2中，jXSM表示等效電源M的等效阻抗，JXsn表示等效電源N的等效阻抗。TVl和TV2表示電壓互感器，TAl和TA2表示電流互感器。M、N分別表示M端和N端。k表示故障發生點。對于傳統的方向元件由于必須采用電壓和電流判別故障方向，因此CVT的暫態過程對方向元件產生嚴重的影響，可能會弓I起方向保護的誤動和拒動作。本發明僅采用電流分量可以避免CVT暫態過程對方向保護的影響，能可靠判別故障方向。首先根據保護安裝處的電流互感器TAl和TA2測得電容式電壓互感器的電流瞬時值，通過傅氏算法求出各電氣量的復數形式，然后計算出保護安裝處的故障前負荷電流、故障電流等。故障前的負荷電流為 'しp = a,b,c ;故障電流分量為-Mip ;定義角度為
Α φ
Ψ = Λ^ γ-)。最后根據判據進行故障方向判別，判別依據為在電カ系統送端Aier當-1 SOi-<ル對ナ)< O。時，系統發生正向故障。
Ma當0°<) < 180°吋，系統發生反向故障。
βψ在電カ系統受端
Ma當0° <抑(f) < 180°吋，系統發生正向故障。 \(Ηφ
M0當-180°<バぼ時，系統發生反向故障。
fh(p以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式
，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應該以權利要求的保護范圍為準。
權利要求
1. ー種輸電線路故障方向計算方法，其特征是所述方法包括步驟I:利用電流互感器測量輸電線路發生故障前的電流瞬時值'和發生故障后的電流瞬時值;步驟2 :分別根據輸電線路發生故障前的電流瞬時值I#和發生故障后的電流瞬時值t計算故障前相負荷電流ん^和故障電流分量;步驟3 :根據故障前相負荷電U,:和故障電流分量Δ/,，計算輸電線路故障方向。所述步驟3具體包括 在電カ系統送端，當
全文摘要
本發明公開了輸電線路維護技術領域中的一種輸電線路故障方向計算方法。包括利用電流互感器測量輸電線路發生故障前的電流瞬時值和發生故障后的電流瞬時值；分別根據輸電線路發生故障前的電流瞬時值和發生故障后的電流瞬時值計算故障前相負荷電流和故障電流分量；根據故障前相負荷電流和故障電流分量，計算輸電線路故障方向。本發明解決了CVT暫態過程對方向元件的影響。
文檔編號G01R31/08GK102830329SQ20121031087
公開日2012年12月19日 申請日期2012年8月28日 優先權日2012年8月28日
發明者徐振宇, 蘇志朋, 楊政, 王萍萍, 李程, 樊征臻, 傅錦發 申請人:華北電力大學