CN104319746A - 一种特高压直流输电线路行波保护的实现方法 - Google Patents

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本发明公开了一种特高压直流输电线路行波保护的实现方法，包括以下步骤：1)实时采集特高压直流输电线路的瞬时电压u(t)及瞬时电流i(t)，得特高压直流输电线路的极波PI(t)，其中，PI(t)＝Zp·i(t)-u(t)，ZP为极波阻抗，再通过Gabor变换对所述极波PI(t)进行时频分析，得到S变换矩阵的模值Aset，然后绘制S变换矩阵的模值的三维时频分布图；2)当Aset＜Krel.Amin时，则保护出口动作，其中，Krel为可靠系数，A(t，f)为在Gabor变换矩阵中的模值，f为频率，t为时间，fs为采样频率，Amin为区外故障和扰动噪声中的最小值。本发明可以准确的把握线路故障的暂态信息，从而实现特高压直流输电线路的行波保护。

Description

一种特高压直流输电线路行波保护的实现方法
技术领域
本发明属于特高压直流输电领域，涉及一种行波保护的实现方法，具体涉及一种特高压直流输电线路行波保护的实现方法。
背景技术
高压直流输电以其传输功率大、线路造价低、控制性能好等优点，在远距离、大功率输电中占有越来越重要的地位，世界发达国家都把它作为大容量、远距离送电和异步联网的主要手段。目前，我国已有十多项高压直流输电工程投运。因此，保证直流输电线路的安全稳定运行，提供一种高速可靠的线路保护方案，就成为一个急待解决的直流输电技术问题。
由于行波保护具有超高速动作性能，同时能够克服传统工频量保护易受电流互感器饱和、系统振荡和长线分布电容等影响的缺点，目前世界上广泛采用行波保护作为高压直流输电线路保护的主保护，但行波保护中的暂态信号是典型的非平稳信号，在传统的信号处理中，傅里叶变换建立了信号时域和频域之间的联系，因此成为人们分析和处理信号最常用和最直接的方法。随着计算机技术的发展，软件实现快速傅里叶变换FFT大幅提高了运算速度。针对Fourier变换不能局部化分析，因此不能准确的把握线路故障的暂态信息，因此其动作的可靠性、速动性、准确性及抗干扰能力都受到较大的影响，进而不能有效的实现特高压直流输电线路的行波保护。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种特高压直流输电线路行波保护的实现方法，该实现方法可以准确的把握线路故障的暂态信息，从而实现特高压直流输电线路的行波保护。
为达到上述目的，本发明所述的特高压直流输电线路行波保护的实现方法包括以下步骤：
1)实时采集特高压直流输电线路的瞬时电压u(t)及瞬时电流i(t)，得特高压直流输电线路的极波PI(t)，其中，PI(t)＝Zp·i(t)-u(t)，ZP为极波阻抗，再通过Gabor变换对所述极波PI(t)进行时频分析，得到S变换矩阵的模值Aset，然后绘制S变换矩阵的模值的三维时频分布图；
2)当Aset＜Krel.Amin时，则保护出口动作，其中，Krel为可靠系数，A(t，f)为在Gabor变换矩阵中的模值，f为频率，t为时间，fs为采样频率，Amin为区外故障和扰动噪声中的最小值。
步骤2)中可靠系数Krel＜1。
通过互感器实时采集特高压直流输电线路的瞬时电压u(t)及瞬时电流i(t)，其中，采样频率fs等于2000Hz。
步骤2)中Krel为0.7-0.8之间，正常情况下，Amin＞321，特高压直流输电线路的最大极波Pmax为224.7～256.8。
所述保护出口动的具体操作为：发出跳闸指令，进行特高压直流输电系统故障恢复序列。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的特高压直流输电线路行波保护的实现方法在具体操作过程中，先实时的获取特高压直流输电线路的瞬时电压及瞬时电流，再根据所述瞬时电压及瞬时电流得极波，然后再通过Gabor变换对所述极波进行时频分析，从而得到S变换矩阵的模值，快速、准确、方便，抗干扰性及可靠性强，最后通过得到的S变换矩阵的模值来判断是否需要实施保护出口动作，从而有效的实现特高压直流输电线路的行波保护。
附图说明
图1为本发明的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参考图1，本发明所述的直流输电线路行波保护的实现方法包括以下步骤：
1)实时采集特高压直流输电线路的瞬时电压u(t)及瞬时电流i(t)，得特高压直流输电线路的极波PI(t)，其中，PI(t)＝Zp·i(t)-u(t)，ZP为极波阻抗，再通过Gabor变换对所述极波PI(t)进行时频分析，得到S变换矩阵的模值Aset，然后绘制S变换矩阵的模值的三维时频分布图；
2)当Aset＜Krel.Amin时，则保护出口动作，其中，Krel为可靠系数，A(t，f)为在Gabor变换矩阵中的模值，f为频率，t为时间，fs为采样频率，Amin为区外故障和扰动噪声中的最流i(t)，其中，采样频率fs等于2000Hz。
步骤2)中krel为0.7-0.8之间，正常情况下，Amin＞321，特高压直流输电线路的最大极波Pmax为224.7～256.8。
所述保护出口动的具体操作为：发出跳闸指令，进行特高压直流输电系统故障恢复序列。
本发明所提出的方法能够快速、准确地判断故障，线路首端金属性接地故障判断时间为100μs，540km线路末端100欧姆高阻接地故障判断时间为1900μs。
本发明可以用嵌入式工业控制平台或PC装置来实现，此两种装置是高压直流输电领域常用的装置。保护装置首先采集线路电压和电流，并生成极波信号。

Claims (5)

1.一种特高压直流输电线路行波保护的实现方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)实时采集特高压直流输电线路的瞬时电压u(t)及瞬时电流i(t)，得特高压直流输电线路的极波PI(t)，其中，PI(t)＝Zp·i(t)-u(t)，ZP为极波阻抗，再通过Gabor变换对所述极波PI(t)进行时频分析，得到S变换矩阵的模值Aset，然后绘制S变换矩阵的模值的三维时频分布图；
2)当Aset＜Krel.Amin时，则保护出口动作，其中，Krel为可靠系数，A(t，f)为在Gabor变换矩阵中的模值，f为频率，t为时间，fs为采样频率，Amin为区外故障和扰动噪声中的最小值。
2.根据权利要求1所述的特高压直流输电线路行波保护的实现方法，其特征在于，步骤2)中可靠系数Krel＜1。
3.根据权利要求1所述的特高压直流输电线路行波保护的实现方法，其特征在于，通过互感器实时采集特高压直流输电线路的瞬时电压u(t)及瞬时电流i(t)，其中，采样频率fs等于2000Hz。
4.根据权利要求1所述的特高压直流输电线路行波保护的实现方法，其特征在于，步骤2)中Krel为0.7-0.8之间，正常情况下，Amin＞321，特高压直流输电线路的最大极波Pmax为224.7～256.8。
5.根据权利要求1所述的特高压直流输电线路行波保护的实现方法，其特征在于，所述保护出口动的具体操作为：发出跳闸指令，进行特高压直流输电系统故障恢复序列。
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