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专利号: 201810402951X
申请人: 西安理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种用于直流输电线路故障电流的暂态能量保护方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1、实时采集与各级直流输电线路正、负极相连的保护装置处的电流瞬时值ipi,ini;

步骤2、将采集的电流瞬时值ipi,ini和对应的每一级线路末端最大负荷电流imaxi进行比较,当ipi或ini>K×imaxi,则判断配电系统线路上发生故障;K取1.2~1.3,imaxi是线路的最大负荷电流;

步骤3、启动保护流程,根据不同故障线路下ipi、ini电流特性差异,判断故障类型;

步骤4、根据故障类型将保护装置处的故障电流的电气量利用小波变换得到故障电流暂态能量;

步骤5、比较各级线路的故障电流暂态能量差异,判断故障发生的线路位置;

步骤6、启动故障线路的保护装置动作,切断和排除故障。

2.根据权利要求1所述的一种用于直流输电线路故障电流的暂态能量保护方法,其特征在于,所述步骤3在判断故障类型时,当ipi+ini=0,则发生极间故障;当|ipi|>|ini|,则发生正极单极接地故障;当|ini|>|ipi|,则发生负极单极接地故障。

3.根据权利要求1所述的一种用于直流输电线路故障电流的暂态能量保护方法,其特征在于,所述步骤4中小波变换采用dbN小波作为基函数,得到固定频段的故障电流暂态能量。

4.根据权利要求3所述的一种用于直流输电线路故障电流的暂态能量保护方法,其特征在于,所述dbN小波选取阶数N为5,进行5层小波分解法提取故障信号特征量。

5.根据权利要求1所述的一种用于直流输电线路故障电流的暂态能量保护方法,其特征在于,所述步骤4故障电流暂态能量的表达式为:公式中,f为采样频率200kHz,i为第i个线路i,n为发生故障的采样点,T为时间窗代表的时间长度,Ak为小波变换2k尺度下的低频系数,K取5;

其中,

公式中,Ak为小波变换下的低频系数,c为尺度因子,d为平移因子,ψ(t)为小波函数,t为时间,S为故障电流信号。

6.根据权利要求5所述的一种用于直流输电线路故障电流的暂态能量保护方法,其特征在于,所述步骤1中直流输电线路包括线路L1、线路L2和线路L3且分别相连有与之对应的线路保护装置,保护装置分别为保护1、保护2和保护3;所述步骤5中判断故障发生的线路位置的方法为当保护1处计算的暂态能量大于保护2和保护3处的暂态能量M倍,则线路L1处的保护1动作,判断故障发生在线路L1;当保护1和保护2处计算的暂态能量较为接近,都大于保护3处计算的暂态能量M倍,根据靠近电源侧的保护时间比相邻线路保护延迟一个动作阶梯Δt,则线路L2处的保护2动作,故判断故障发生在线路L2;保护1、保护2和保护3计算的暂态能量都较为接近,根据靠近电源侧的保护时间比相邻线路保护延迟一个动作阶梯Δt,则线路L3处的保护3动作,判断故障发生在线路L3,其中,M=5~10。

7.根据权利要求5所述的一种用于直流输电线路故障电流的暂态能量保护方法,其特征在于,所述步骤1中直流输电线路包括线路L1、线路L2和线路L3且分别相连有与之对应的线路保护装置,保护装置分别为保护1、保护2和保护3;所述步骤6中保护装置动作的条件包括:保护1的动作条件:

保护2的动作条件:

保护3的动作条件:

其中,Eset.1=0.5E1.end

Eset.2=0.5E2.end

Eset.3=0.5E3.end

E1、E2、E3是保护1、保护2、保护3处的故障电流暂态能量值;Eset.1、Eset.2、Eset.3是保护1、保护2、保护3的动作整定值,Δt是保护装置的时间动作阶梯;T1是直流断路器固有动作时间;E1.end、E2.end、E3.end是线路L1末端、线路L2末端、线路L3末端发生故障时利用db5小波变换计算出的25尺度下的故障电流暂态能量值。