CN110474305B - 一种防异常电气量数据的输电线路保护方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种防异常电气量数据的输电线路保护方法及装置，所述方法包括：根据输电线路的电气量数据的暂态分量的固有频率的特性获取当前输电线路的电气量数据中的异常电气量数据；利用当前输电线路的电气量数据中的非异常数据修复所述当前输电线路的电气量数据中的异常电气量数据；根据启动保护判据对所述当前输电线路的电气量数据对应的输电线路开方保护动作，本发明提供的技术方案，利用输电线路固有特征频谱结合传统算法结果来识别故障数据，具有很强的实用性，数据是否异常的准确判断结果有利于保护正确动作等，可以解决目前保护装置抗异常大数能力低下的弊端，提高保护的正确动作性能。
Description
技术领域
本发明属于电力系统继电保护领域，具体涉及一种防异常数据的输电线路保护方法及装置。
背景技术
随着网络通信技术的发展和电子式互感器的应用，数字化/智能化变电站的快速建设，保护装置采集电气量后经电磁式互感器由常规二次电缆导入，变为经电子式互感器由合并单元就地汇集转化后经光纤导入。电子式互感器采用很多新的电子元件，因材料器件方面的缺陷易导致电子式互感器的出现异常，同时合并单元本身由于软件缺陷、电磁干扰和过热损坏等原因出现工作异常，可能会使输出的电流采样值畸变放大，导致差动保护误动作，严重威胁电网安全。随着电子式互感器、合并单元等新器件接入二次系统，因数据异常导致保护误动的案例屡见不菲。
数据异常可分为样本点异常、条件异常和复合异常三种，而基于傅里叶算法提取基波的传统线路保护算法对样本点异常有一定免疫力，而对其他数据异常均无任何免疫能力，而目前该方面的研究仍属空白。
发明内容
为了满足现有技术而需要，本发明提供一种防异常数据的输电线路保护方法及装置的目的是利用输电线路固有特征频谱结合传统算法结果来识别故障数据，具有很强的实用性，数据是否异常的准确判断结果有利于保护正确动作等，可以解决目前保护装置抗异常大数能力低下的弊端，提高保护的正确动作性能。
本发明通过如下技术方案实现：
本发明提供一种防异常电气量数据的输电线路保护方法及装置，其改进之处在于，所述方法包括：
根据输电线路的电气量数据的暂态分量的固有频率的特性获取当前输电线路的电气量数据中的异常电气量数据；
利用当前输电线路的电气量数据中的非异常数据修复所述当前输电线路的电气量数据中的异常电气量数据；
根据启动保护判据对所述当前输电线路的电气量数据对应的输电线路开方保护动作。
优选的，所述输电线路的电气量数据包括：输电线路的三相电流、输电线路的三相电压、输电线路的零序电流测量值、输电线路的零序电流计算值和输电线路的零序电压测量值。
进一步的，所述根据历史输电线路的电气量数据的暂态分量的固有频率的特性获取当前输电线路的电气量数据中的异常电气量数据，包括：
比较输电线路的电气量数据的暂态分量的固有频率特性与当前输电线路的电气量数据的暂态分量的频率特性；
若一致，则所述当前输电线路的电气量数据为非异常电气量数据；
若不一致，所述当前输电线路的电气量数据为异常电气量数据。
进一步的，当N≥3时，若当前输电线路的电气量数据中N个电气量数据的暂态分量的频率特性与输电线路的电气量数据的暂态分量的固有频率特性一致，则该N个电气量数据为非异常电气量数据；
当N≥3且为奇数时，若当前输电线路的电气量数据中1至N/2-1个电气量数据的暂态分量的频率特性与输电线路的电气量数据的暂态分量的固有频率特性不一致，则该1至N/2-1个电气量数据为异常电气量数据。
优选的，所述利用当前输电线路的电气量数据中的非异常数据修复所述当前输电线路的电气量数据中的异常电气量数据，包括：
根据基尔霍夫电流或电压定理，利用当前输电线路的电气量数据中的非异常数据修复所述当前输电线路的电气量数据中的异常电气量数据。
进一步的，所述输电线路的电气量数据的暂态分量的固有频率特性为所述输电线路的电气量数据的暂态分量的固有频率的幅值和频率，当前输电线路的电气量数据的暂态分量的频率特性为当前输电线路的电气量数据的暂态分量的频率特性的幅值和频率。
优选的，若输电线路为1000kV特高压线路，则输电线路的电气量数据中暂态分量的固有频率的特性包括固有频率在200-300Hz之间；若输电线路为500kV超高压线路，则故障后历史输电线路的电气量数据中暂态分量的固有频率的特性包括固有频率在250-500Hz之间。
优选的，所述根据启动保护判据对所述当前输电线路的电气量数据对应的输电线路开方保护动作，包括：
根据启动保护判据判断所述当前输电线路的电气量数据对应的输电线路的故障类型；
根据所述当前输电线路的电气量数据对应的输电线路的故障类型对所述当前输电线路的电气量数据对应的输电线路启动保护动作。
进一步的，所述启动保护判据包括：差电流突变量判据、序分量判据和/或阻抗类判据。
进一步的，所述根据启动保护判据判断所述当前输电线路的电气量数据对应的输电线路的故障类型，包括：
当所述保护判据为差电流突变量判据时，则根据启动保护判据判断所述当前输电线路的电气量数据对应的输电线路的故障类型，包括：
若所述当前输电线路的电气量数据中ΔXBC、ΔXAB和ΔXCA满足(m|ΔXBC|≤|ΔXAB|)∩(m|ΔXBC|≤|ΔXCA|)＝＝1，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为A相单相接地短路；
若所述当前输电线路的电气量数据中ΔXCA、ΔXBC和ΔXAB满足(m|ΔXCA|≤|ΔXBC|)∩(m|ΔXCA|≤|ΔXAB|)＝＝1，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为B相单相接地短路；
若所述当前输电线路的电气量数据中ΔXAB、ΔXCA、ΔXBC满足(m|ΔXAB|≤|ΔXCA|)∩(m|ΔXAB|≤|ΔXBC|)＝＝1，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为C相单相接地短路；
若所述当前输电线路的电气量数据中ΔXBC、ΔXAB和ΔXCA不满足(m|ΔXBC|≤|ΔXAB|)∩(m|ΔXBC|≤|ΔXCA|)＝＝1，所述当前输电线路的电气量数据中ΔXCA、ΔXBC和ΔXAB不满足(m|ΔXCA|≤|ΔXBC|)∩(m|ΔXCA|≤|ΔXAB|)＝＝1，且所述当前输电线路的电气量数据中ΔXAB、ΔXCA、ΔXBC不满足(m|ΔXAB|≤|ΔXCA|)∩(m|ΔXAB|≤|ΔXBC|)＝＝1，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为两相接地故障；
其中，ΔXAB、ΔXBC和ΔXCA分别为A、B、C三相的相间电流和电压突变量，m为整定系数，取4～8；
当所述保护判据为阻抗类判据时，则根据启动保护判据判断所述当前输电线路的电气量数据对应的输电线路的故障类型，包括：
a.判断所述当前输电线路的电气量数据中ZC是否满足ZC＜3Ω，若否，则转至步骤b，若是，则判断三相阻抗的方向是否相同，若是，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为三相故障，若否，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为三相同反向复故障；
b.判断所述当前输电线路的电气量数据中ZB是否满足ZB＜3Ω，若否，则转至步骤c，若是，则判断两相阻抗的方向是否相同，若是，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为两相故障，若否，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为两相同反向复故障；
c.判断所述当前输电线路的电气量数据中ZC是否满足ZC＜1.2ΩZA，若是，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为三相故障，若否，则判断所述当前输电线路的电气量数据中ZΦ是否满足minZΦΦ＜1.1minZΦ和minZΦΦ＜2Zline，若是，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为AB相故障，若否，则转至步骤d；
d.判断所述当前输电线路的电气量数据中Zline是否满足1.5Zline＜ZA，若是，转至步骤e，若否，则转至步骤f；
e.判断所述当前输电线路的电气量数据中Zload是否满足min(|ZAB-Zload|,|ZBC-Zload|,|ZCA-Zload|)＜min(|ZA-Zload|,|ZB-Zload|,|ZC-Zload|)，若是，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为A相故障，若否，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为BC相故障；
f.判断三相阻抗的相位是否为顺时针，若是，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为相间阻抗变化量最小值对应的单相故障，若否，则转至步骤g。
g.判断所述当前输电线路的电气量数据中ZΦΦ是否满足ZΦΦ＜ZAB，若是，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为AB相故障，若否，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为相间阻抗变化量最小值对应的单相故障；
其中，Φ＝A,B,C，ZΦ为A，B或C相测量阻抗幅值；ΦΦ＝AB,BC,CA，ZΦΦ为AB，BC或CA相间测量阻抗幅值；Zline为保护线路阻抗幅值；Zload为故障前负荷状态下继电器测量阻抗幅值。
当所述保护判据为差电流突变量判据时，则根据启动保护判据判断所述当前输电线路的电气量数据对应的输电线路的故障类型，包括：
若所述当前输电线路的电气量数据中无零序分量，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为非接地故障；
其中，若所述当前输电线路的电气量数据中
和
满足
则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为AB两相短路；
若所述当前输电线路的电气量数据中
和
满足
则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为BC两相短路；
若所述当前输电线路的电气量数据中
和
满足
则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为CA两相短路；
其中，
分别为A、B、C三相的相间电流突变量，m为整定系数，取4～8。
进一步的，所述根据所述当前输电线路的电气量数据对应的输电线路的故障类型对所述当前输电线路的电气量数据对应的输电线路启动保护动作，包括：
若所述当前输电线路的电气量数据对应的输电线路发生故障，则根据其故障类型对其进行闭锁保护。
本发明提供一种防异常电气量数据的输电线路保护装置，其改进之处在于，所述装置包括：
获取单元，用于根据输电线路的电气量数据的暂态分量的固有频率的特性获取当前输电线路的电气量数据中的异常电气量数据；
修复单元，用于利用当前输电线路的电气量数据中的非异常数据修复所述当前输电线路的电气量数据中的异常电气量数据；
启动单元，用于根据启动保护判据对所述当前输电线路的电气量数据对应的输电线路开方保护动作。
优选的，所述输电线路的电气量数据包括：输电线路的三相电流、输电线路的三相电压、输电线路的零序电流测量值、输电线路的零序电流计算值和输电线路的零序电压测量值。
进一步的，所述获取单元，用于：
比较输电线路的电气量数据的暂态分量的固有频率特性与当前输电线路的电气量数据的暂态分量的频率特性；
若一致，则所述当前输电线路的电气量数据为非异常电气量数据；
若不一致，所述当前输电线路的电气量数据为异常电气量数据。
进一步的，当N≥3时，若当前输电线路的电气量数据中N个电气量数据的暂态分量的频率特性与输电线路的电气量数据的暂态分量的固有频率特性一致，则该N个电气量数据为非异常电气量数据；
当N≥3且为奇数时，若当前输电线路的电气量数据中1至N/2-1个电气量数据的暂态分量的频率特性与输电线路的电气量数据的暂态分量的固有频率特性不一致，则该1至N/2-1个电气量数据为异常电气量数据。
优选的，所述修复单元，用于：
根据基尔霍夫电流或电压定理，利用当前输电线路的电气量数据中的非异常数据修复所述当前输电线路的电气量数据中的异常电气量数据。
进一步的，所述输电线路的电气量数据的暂态分量的固有频率特性为所述输电线路的电气量数据的暂态分量的固有频率的幅值和频率，当前输电线路的电气量数据的暂态分量的频率特性为当前输电线路的电气量数据的暂态分量的频率特性的幅值和频率。
优选的，若输电线路为1000kV特高压线路，则输电线路的电气量数据中暂态分量的固有频率的特性包括固有频率在200-300Hz之间；若输电线路为500kV超高压线路，则故障后历史输电线路的电气量数据中暂态分量的固有频率的特性包括固有频率在250-500Hz之间。
优选的，所述启动单元，包括：
识别模块，用于根据启动保护判据判断所述当前输电线路的电气量数据对应的输电线路的故障类型；
动作模块，用于根据所述当前输电线路的电气量数据对应的输电线路的故障类型对所述当前输电线路的电气量数据对应的输电线路启动保护动作。
进一步的，所述启动保护判据包括：差电流突变量判据、序分量判据和/或阻抗类判据。
进一步的，所述识别模块，包括：
当所述保护判据为差电流突变量判据时，则根所述识别模块，包括：
第一判断子模块，用于若所述当前输电线路的电气量数据中ΔXBC、ΔXAB和ΔXCA满足(m|ΔXBC|≤|ΔXAB|)∩(m|ΔXBC|≤|ΔXCA|)＝＝1，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为A相单相接地短路；
第二判断子模块，用于若所述当前输电线路的电气量数据中ΔXCA、ΔXBC和ΔXAB满足(m|ΔXCA|≤|ΔXBC|)∩(m|ΔXCA|≤|ΔXAB|)＝＝1，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为B相单相接地短路；
第三判断子模块，用于若所述当前输电线路的电气量数据中ΔXAB、ΔXCA、ΔXBC满足(m|ΔXAB|≤|ΔXCA|)∩(m|ΔXAB|≤|ΔXBC|)＝＝1，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为C相单相接地短路；
第四判断子模块，若所述当前输电线路的电气量数据中ΔXBC、ΔXAB和ΔXCA不满足(m|ΔXBC|≤|ΔXAB|)∩(m|ΔXBC|≤|ΔXCA|)＝＝1，所述当前输电线路的电气量数据中ΔXCA、ΔXBC和ΔXAB不满足(m|ΔXCA|≤|ΔXBC|)∩(m|ΔXCA|≤|ΔXAB|)＝＝1，且所述当前输电线路的电气量数据中ΔXAB、ΔXCA、ΔXBC不满足(m|ΔXAB|≤|ΔXCA|)∩(m|ΔXAB|≤|ΔXBC|)＝＝1，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为两相接地故障；
其中，ΔXAB、ΔXBC和ΔXCA分别为A、B、C三相的相间电流和电压突变量，m为整定系数，取4～8；
当所述保护判据为阻抗类判据时，则所述识别模块，包括：
第五判断子模块，用于判断所述当前输电线路的电气量数据中ZC是否满足ZC＜3Ω，若否，则转至步骤b，若是，则判断三相阻抗的方向是否相同，若是，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为三相故障，若否，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为三相同反向复故障；
第六判断子模块，用于判断所述当前输电线路的电气量数据中ZB是否满足ZB＜3Ω，若否，则转至步骤c，若是，则判断两相阻抗的方向是否相同，若是，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为两相故障，若否，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为两相同反向复故障；
第七判断子模块，用于判断所述当前输电线路的电气量数据中ZC是否满足ZC＜1.2ΩZA，若是，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为三相故障，若否，则判断所述当前输电线路的电气量数据中ZΦ是否满足minZΦΦ＜1.1minZΦ和minZΦΦ＜2Zline，若是，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为AB相故障，若否，则转至步骤d；
第八判断子模块，用于判断所述当前输电线路的电气量数据中Zline是否满足1.5Zline＜ZA，若是，转至步骤e，若否，则转至步骤f；
第九判断子模块，用于判断所述当前输电线路的电气量数据中Zload是否满足min(|ZAB-Zload|,|ZBC-Zload|,|ZCA-Zload|)＜min(|ZA-Zload|,|ZB-Zload|,|ZC-Zload|)，若是，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为A相故障，若否，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为BC相故障；
第十判断子模块，用于判断三相阻抗的相位是否为顺时针，若是，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为相间阻抗变化量最小值对应的单相故障，若否，则转至步骤g。
第十一判断子模块，用于判断所述当前输电线路的电气量数据中ZΦΦ是否满足ZΦΦ＜ZAB，若是，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为AB相故障，若否，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为相间阻抗变化量最小值对应的单相故障；
其中，Φ＝A,B,C，ZΦ为A，B或C相测量阻抗幅值；ΦΦ＝AB,BC,CA，ZΦΦ为AB，BC或CA相间测量阻抗幅值；Zline为保护线路阻抗幅值；Zload为故障前负荷状态下继电器测量阻抗幅值。
当所述保护判据为差电流突变量判据时，则所述识别模块包括：
第十二判断子模块，用于若所述当前输电线路的电气量数据中无零序分量，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为非接地故障；
其中，若所述当前输电线路的电气量数据中
和
满足
则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为AB两相短路；
第十三判断子模块，用于若所述当前输电线路的电气量数据中
和
满足
则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为BC两相短路；
第十四判断子模块，用于若所述当前输电线路的电气量数据中
和
满足
则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为CA两相短路；
其中，
分别为A、B、C三相的相间电流突变量，m为整定系数，取4～8。
进一步的，所述动作模块，用于：
若所述当前输电线路的电气量数据对应的输电线路发生故障，则根据其故障类型对其进行闭锁保护。
本发明的有益效果：
本发明提供的技术方案，提出一种传统保护算法结合输电线路固有特征频谱来识别故障数据是否正常的装置，通过识别输电线路固有特征频谱来辨识是否存在异常数据。保护采用差电流突变量或差电流有效值启动；若提取出的含幅值和频率的频谱特征符合输电线路故障特征，则故障数据无异常，与传统保护构成与的关系，然后出口；若提取出的含幅值和频率的频谱特征不符合输电线路故障特征，则故障数据存在异常，闭锁该保护算法。利用输电线路固有特征频谱结合传统算法结果来识别故障数据，具有很强的实用性，数据是否异常的准确判断结果有利于保护正确动作，可以解决目前保护装置抗异常大数能力低下的弊端，提高保护的正确动作性能。
附图说明
图1是本发明一种防异常电气量数据的输电线路保护方法的流程图；
图2是本发明实施例中基于阻抗类判据判断输电线路故障类型的流程图；
图3是本发明一种防异常电气量数据的输电线路保护装置的装置结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
故障发生后的暂态分量中，一定存在工频和固有频率成分，固有频率高于工频，且所有固有频率中，其主频与工频(50Hz)最接近，信号较强，易于提取。固有频率主频与故障点位置成反比关系，故障点位置距离电源越近，固有频率主频越高，故障点位置距离电源越远，固有频率主频越低。当故障点距离保护300km时，固有频率主频介于250～500Hz，采用1/4周波的数据窗就可以提取到固有频率主频。固有频率是线路故障后的固有特征，且易提取。如将固有频率和数据异常检测结合起来，将极大提高保护可靠性。因此，本发明提供的一种防异常电气量数据的输电线路保护方法及装置，如图1所示，包括：
步骤1根据输电线路的电气量数据的暂态分量的固有频率的特性获取当前输电线路的电气量数据中的异常电气量数据；
步骤2利用当前输电线路的电气量数据中的非异常数据修复所述当前输电线路的电气量数据中的异常电气量数据；
步骤3根据启动保护判据对所述当前输电线路的电气量数据对应的输电线路开方保护动作。
步骤1中所述输电线路的电气量数据包括：输电线路的三相电流、输电线路的三相电压、输电线路的零序电流测量值、输电线路的零序电流计算值和输电线路的零序电压测量值。
所述步骤1，包括：
比较输电线路的电气量数据的暂态分量的固有频率特性与当前输电线路的电气量数据的暂态分量的频率特性；
若一致，则所述当前输电线路的电气量数据为非异常电气量数据；
若不一致，所述当前输电线路的电气量数据为异常电气量数据。
其中，当N≥3时，若当前输电线路的电气量数据中N个电气量数据的暂态分量的频率特性与输电线路的电气量数据的暂态分量的固有频率特性一致，则该N个电气量数据为非异常电气量数据；
当N≥3且为奇数时，若当前输电线路的电气量数据中1至N/2-1个电气量数据的暂态分量的频率特性与输电线路的电气量数据的暂态分量的固有频率特性不一致，则该1至N/2-1个电气量数据为异常电气量数据。
所述步骤2，包括：
根据基尔霍夫电流或电压定理，利用当前输电线路的电气量数据中的非异常数据修复所述当前输电线路的电气量数据中的异常电气量数据；
例如，首先判断是否存在零序电流，存在则认为发生接地类故障，利用三相电流的自产零序电流I0和外接零序电流I0M一致的条件进行判断，其中：I0＝IMA+IMB+IMC。若判断不存在零序电流，则发生两项不接地或三相故障，利用两故障相突变量电流的相位和幅值关系计算判断。相间故障时，幅值相等，相位相反；三相故障，幅值相等，相位相差120度；
若存在冗余电气量信息，则通过冗余信息计算出正常电气量并替代异常电气量。此方法包含两种类型，一种是直接电气量计算替代，如：满足三相电流之和为零序电流；另一种是，通过正常数据识别故障类型，结合故障类型和基尔霍夫电压或电流定律，求出替代异常电气量的正常电气量，如AB相间故障时，利用电压选相判断为相间故障时，基于故障特性ΔIMA＝-ΔIMB，利用-ΔIMB替代ΔIMA，对于单端量保护，在电压或电流异常时，通过构造正确的电气量数据，使得距离保护能够正确动作。对于双端量保护，通过构造带补偿的差动保护并进行异常数据的替换或停用含异常数据的算法，保证保护使用的数据均为正常数据，保证了保护的正确动作。
所述步骤1中输电线路的电气量数据的暂态分量的固有频率特性为所述输电线路的电气量数据的暂态分量的固有频率的幅值和频率，当前输电线路的电气量数据的暂态分量的频率特性为当前输电线路的电气量数据的暂态分量的频率特性的幅值和频率。
若输电线路为1000kV特高压线路，则输电线路的电气量数据中暂态分量的固有频率的特性包括固有频率在200-300Hz之间；若输电线路为500kV超高压线路，则故障后历史输电线路的电气量数据中暂态分量的固有频率的特性包括固有频率在250-500Hz之间。
所述步骤3，包括：
根据启动保护判据判断所述当前输电线路的电气量数据对应的输电线路的故障类型；
根据所述当前输电线路的电气量数据对应的输电线路的故障类型对所述当前输电线路的电气量数据对应的输电线路启动保护动作。
所述步骤3中启动保护判据包括：差电流突变量判据、序分量判据和/或阻抗类判据。
所述步骤3，包括：
当所述保护判据为差电流突变量判据时，则根据启动保护判据判断所述当前输电线路的电气量数据对应的输电线路的故障类型，包括：
若所述当前输电线路的电气量数据中ΔXBC、ΔXAB和ΔXCA满足(m|ΔXBC|≤|ΔXAB|)∩(m|ΔXBC|≤|ΔXCA|)＝＝1，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为A相单相接地短路；
若所述当前输电线路的电气量数据中ΔXCA、ΔXBC和ΔXAB满足(m|ΔXCA|≤|ΔXBC|)∩(m|ΔXCA|≤|ΔXAB|)＝＝1，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为B相单相接地短路；
若所述当前输电线路的电气量数据中ΔXAB、ΔXCA、ΔXBC满足(m|ΔXAB|≤|ΔXCA|)∩(m|ΔXAB|≤|ΔXBC|)＝＝1，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为C相单相接地短路；
若所述当前输电线路的电气量数据中ΔXBC、ΔXAB和ΔXCA不满足(m|ΔXBC|≤|ΔXAB|)∩(m|ΔXBC|≤|ΔXCA|)＝＝1，所述当前输电线路的电气量数据中ΔXCA、ΔXBC和ΔXAB不满足(m|ΔXCA|≤|ΔXBC|)∩(m|ΔXCA|≤|ΔXAB|)＝＝1，且所述当前输电线路的电气量数据中ΔXAB、ΔXCA、ΔXBC不满足(m|ΔXAB|≤|ΔXCA|)∩(m|ΔXAB|≤|ΔXBC|)＝＝1，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为两相接地故障；
其中，ΔXAB、ΔXBC和ΔXCA分别为A、B、C三相的相间电流和电压突变量，m为整定系数，取4～8；
如图2所示，当所述保护判据为阻抗类判据时，则根据启动保护判据判断所述当前输电线路的电气量数据对应的输电线路的故障类型，包括：
a.判断所述当前输电线路的电气量数据中ZC是否满足ZC＜3Ω，若否，则转至步骤b，若是，则判断三相阻抗的方向是否相同，若是，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为三相故障，若否，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为三相同反向复故障；
b.判断所述当前输电线路的电气量数据中ZB是否满足ZB＜3Ω，若否，则转至步骤c，若是，则判断两相阻抗的方向是否相同，若是，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为两相故障，若否，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为两相同反向复故障；
c.判断所述当前输电线路的电气量数据中ZC是否满足ZC＜1.2ΩZA，若是，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为三相故障，若否，则判断所述当前输电线路的电气量数据中ZΦ是否满足minZΦΦ＜1.1minZΦ和minZΦΦ＜2Zline，若是，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为AB相故障，若否，则转至步骤d；
d.判断所述当前输电线路的电气量数据中Zline是否满足1.5Zline＜ZA，若是，转至步骤e，若否，则转至步骤f；
e.判断所述当前输电线路的电气量数据中Zload是否满足min(|ZAB-Zload|,|ZBC-Zload|,|ZCA-Zload|)＜min(|ZA-Zload|,|ZB-Zload|,|ZC-Zload|)，若是，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为A相故障，若否，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为BC相故障；
f.判断三相阻抗的相位是否为顺时针，若是，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为相间阻抗变化量最小值对应的单相故障，若否，则转至步骤g。
g.判断所述当前输电线路的电气量数据中ZΦΦ是否满足ZΦΦ＜ZAB，若是，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为AB相故障，若否，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为相间阻抗变化量最小值对应的单相故障；
其中，Φ＝A,B,C，ZΦ为A，B或C相测量阻抗幅值；ΦΦ＝AB,BC,CA，ZΦΦ为AB，BC或CA相间测量阻抗幅值；Zline为保护线路阻抗幅值；Zload为故障前负荷状态下继电器测量阻抗幅值。
当所述保护判据为差电流突变量判据时，则根据启动保护判据判断所述当前输电线路的电气量数据对应的输电线路的故障类型，包括：
若所述当前输电线路的电气量数据中无零序分量，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为非接地故障；
其中，若所述当前输电线路的电气量数据中
和
满足
则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为AB两相短路；
若所述当前输电线路的电气量数据中
和
满足
则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为BC两相短路；
若所述当前输电线路的电气量数据中
和
满足
则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为CA两相短路；
其中，
分别为A、B、C三相的相间电流突变量，m为整定系数，取4～8。
所述步骤3，包括：
若所述当前输电线路的电气量数据对应的输电线路发生故障，则根据其故障类型对其进行闭锁保护。
实施例2、
本发明提供一种防异常电气量数据的输电线路保护装置，如图3所示，所述装置包括：
获取单元，用于根据输电线路的电气量数据的暂态分量的固有频率的特性获取当前输电线路的电气量数据中的异常电气量数据；
修复单元，用于利用当前输电线路的电气量数据中的非异常数据修复所述当前输电线路的电气量数据中的异常电气量数据；
启动单元，用于根据启动保护判据对所述当前输电线路的电气量数据对应的输电线路开方保护动作。
所述获取单元中输电线路的电气量数据包括：输电线路的三相电流、输电线路的三相电压、输电线路的零序电流测量值、输电线路的零序电流计算值和输电线路的零序电压测量值。
所述获取单元，用于：
比较输电线路的电气量数据的暂态分量的固有频率特性与当前输电线路的电气量数据的暂态分量的频率特性；
若一致，则所述当前输电线路的电气量数据为非异常电气量数据；
若不一致，所述当前输电线路的电气量数据为异常电气量数据。
所述获取单元中，当N≥3时，若当前输电线路的电气量数据中N个电气量数据的暂态分量的频率特性与输电线路的电气量数据的暂态分量的固有频率特性一致，则该N个电气量数据为非异常电气量数据；
当N≥3且为奇数时，若当前输电线路的电气量数据中1至N/2-1个电气量数据的暂态分量的频率特性与输电线路的电气量数据的暂态分量的固有频率特性不一致，则该1至N/2-1个电气量数据为异常电气量数据。
所述修复单元，用于：
根据基尔霍夫电流或电压定理，利用当前输电线路的电气量数据中的非异常数据修复所述当前输电线路的电气量数据中的异常电气量数据。
所述获取单元中输电线路的电气量数据的暂态分量的固有频率特性为所述输电线路的电气量数据的暂态分量的固有频率的幅值和频率，当前输电线路的电气量数据的暂态分量的频率特性为当前输电线路的电气量数据的暂态分量的频率特性的幅值和频率。
其中，若输电线路为1000kV特高压线路，则输电线路的电气量数据中暂态分量的固有频率的特性包括固有频率在200-300Hz之间；若输电线路为500kV超高压线路，则故障后历史输电线路的电气量数据中暂态分量的固有频率的特性包括固有频率在250-500Hz之间。
所述启动单元，包括：
识别模块，用于根据启动保护判据判断所述当前输电线路的电气量数据对应的输电线路的故障类型；
动作模块，用于根据所述当前输电线路的电气量数据对应的输电线路的故障类型对所述当前输电线路的电气量数据对应的输电线路启动保护动作。
所述启动单元中的启动保护判据包括：差电流突变量判据、序分量判据和/或阻抗类判据。
所述识别模块，包括：
当所述保护判据为差电流突变量判据时，则根所述识别模块，包括：
第一判断子模块，用于若所述当前输电线路的电气量数据中ΔXBC、ΔXAB和ΔXCA满足(m|ΔXBC|≤|ΔXAB|)∩(m|ΔXBC|≤|ΔXCA|)＝＝1，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为A相单相接地短路；
第二判断子模块，用于若所述当前输电线路的电气量数据中ΔXCA、ΔXBC和ΔXAB满足(m|ΔXCA|≤|ΔXBC|)∩(m|ΔXCA|≤|ΔXAB|)＝＝1，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为B相单相接地短路；
第三判断子模块，用于若所述当前输电线路的电气量数据中ΔXAB、ΔXCA、ΔXBC满足(m|ΔXAB|≤|ΔXCA|)∩(m|ΔXAB|≤|ΔXBC|)＝＝1，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为C相单相接地短路；
第四判断子模块，若所述当前输电线路的电气量数据中ΔXBC、ΔXAB和ΔXCA不满足(m|ΔXBC|≤|ΔXAB|)∩(m|ΔXBC|≤|ΔXCA|)＝＝1，所述当前输电线路的电气量数据中ΔXCA、ΔXBC和ΔXAB不满足(m|ΔXCA|≤|ΔXBC|)∩(m|ΔXCA|≤|ΔXAB|)＝＝1，且所述当前输电线路的电气量数据中ΔXAB、ΔXCA、ΔXBC不满足(m|ΔXAB|≤|ΔXCA|)∩(m|ΔXAB|≤|ΔXBC|)＝＝1，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为两相接地故障；
其中，ΔXAB、ΔXBC和ΔXCA分别为A、B、C三相的相间电流和电压突变量，m为整定系数，取4～8；
如图2所示，当所述保护判据为阻抗类判据时，则所述识别模块，包括：
第五判断子模块，用于判断所述当前输电线路的电气量数据中ZC是否满足ZC＜3Ω，若否，则转至步骤b，若是，则判断三相阻抗的方向是否相同，若是，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为三相故障，若否，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为三相同反向复故障；
第六判断子模块，用于判断所述当前输电线路的电气量数据中ZB是否满足ZB＜3Ω，若否，则转至步骤c，若是，则判断两相阻抗的方向是否相同，若是，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为两相故障，若否，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为两相同反向复故障；
第七判断子模块，用于判断所述当前输电线路的电气量数据中ZC是否满足ZC＜1.2ΩZA，若是，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为三相故障，若否，则判断所述当前输电线路的电气量数据中ZΦ是否满足minZΦΦ＜1.1minZΦ和minZΦΦ＜2Zline，若是，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为AB相故障，若否，则转至步骤d；
第八判断子模块，用于判断所述当前输电线路的电气量数据中Zline是否满足1.5Zline＜ZA，若是，转至步骤e，若否，则转至步骤f；
第九判断子模块，用于判断所述当前输电线路的电气量数据中Zload是否满足min(|ZAB-Zload|,|ZBC-Zload|,|ZCA-Zload|)＜min(|ZA-Zload|,|ZB-Zload|,|ZC-Zload|)，若是，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为A相故障，若否，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为BC相故障；
第十判断子模块，用于判断三相阻抗的相位是否为顺时针，若是，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为相间阻抗变化量最小值对应的单相故障，若否，则转至步骤g。
第十一判断子模块，用于判断所述当前输电线路的电气量数据中ZΦΦ是否满足ZΦΦ＜ZAB，若是，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为AB相故障，若否，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为相间阻抗变化量最小值对应的单相故障；
其中，Φ＝A,B,C，ZΦ为A，B或C相测量阻抗幅值；ΦΦ＝AB,BC,CA，ZΦΦ为AB，BC或CA相间测量阻抗幅值；Zline为保护线路阻抗幅值；Zload为故障前负荷状态下继电器测量阻抗幅值。
当所述保护判据为差电流突变量判据时，则所述识别模块包括：
第十二判断子模块，用于若所述当前输电线路的电气量数据中无零序分量，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为非接地故障；
其中，若所述当前输电线路的电气量数据中
和
满足
则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为AB两相短路；
第十三判断子模块，用于若所述当前输电线路的电气量数据中
和
满足
则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为BC两相短路；
第十四判断子模块，用于若所述当前输电线路的电气量数据中
和
满足
则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为CA两相短路；
其中，
分别为A、B、C三相的相间电流突变量，m为整定系数，取4～8。
所述动作模块，用于：
若所述当前输电线路的电气量数据对应的输电线路发生故障，则根据其故障类型对其进行闭锁保护。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为装置、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的装置、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (16)
1.一种防异常电气量数据的输电线路保护方法，其特征在于，所述方法包括：
根据输电线路的电气量数据的暂态分量的固有频率的特性获取当前输电线路的电气量数据中的异常电气量数据；
利用当前输电线路的电气量数据中的非异常数据修复所述当前输电线路的电气量数据中的异常电气量数据；
根据启动保护判据对所述当前输电线路的电气量数据对应的输电线路开放 保护动作；
所述根据启动保护判据对所述当前输电线路的电气量数据对应的输电线路开放保护动作，包括：
根据启动保护判据判断所述当前输电线路的电气量数据对应的输电线路的故障类型；
根据所述当前输电线路的电气量数据对应的输电线路的故障类型对所述当前输电线路的电气量数据对应的输电线路启动保护动作；
所述启动保护判据包括：差电流突变量判据、序分量判据和/或阻抗类判据；
所述根据启动保护判据判断所述当前输电线路的电气量数据对应的输电线路的故障类型，包括：
当所述保护判据为差电流突变量判据时，则根据启动保护判据判断所述当前输电线路的电气量数据对应的输电线路的故障类型，包括：
若所述当前输电线路的电气量数据中ΔXBC、ΔXAB和ΔXCA满足(m|ΔXBC|≤|ΔXAB|)∩(m|ΔXBC|≤|ΔXCA|)＝＝1，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为A相单相接地短路；
若所述当前输电线路的电气量数据中ΔXCA、ΔXBC和ΔXAB满足(m|ΔXCA|≤|ΔXBC|)∩(m|ΔXCA|≤|ΔXAB|)＝＝1，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为B相单相接地短路；
若所述当前输电线路的电气量数据中ΔXAB、ΔXCA、ΔXBC满足(m|ΔXAB|≤|ΔXCA|)∩(m|ΔXAB|≤|ΔXBC|)＝＝1，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为C相单相接地短路；
若所述当前输电线路的电气量数据中ΔXBC、ΔXAB和ΔXCA不满足(m|ΔXBC|≤|ΔXAB|)∩(m|ΔXBC|≤|ΔXCA|)＝＝1，所述当前输电线路的电气量数据中ΔXCA、ΔXBC和ΔXAB不满足(m|ΔXCA|≤|ΔXBC|)∩(m|ΔXCA|≤|ΔXAB|)＝＝1，且所述当前输电线路的电气量数据中ΔXAB、ΔXCA、ΔXBC不满足(m|ΔXAB|≤|ΔXCA|)∩(m|ΔXAB|≤|ΔXBC|)＝＝1，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为两相接地故障；
其中，ΔXAB、ΔXBC和ΔXCA分别为A、B、C三相的相间电流和电压突变量，m为整定系数，取4～8；
当所述保护判据为阻抗类判据时，则根据启动保护判据判断所述当前输电线路的电气量数据对应的输电线路的故障类型，包括：
a.判断所述当前输电线路的电气量数据中ZC是否满足ZC＜3Ω，若否，则转至步骤b，若是，则判断三相阻抗的方向是否相同，若是，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为三相故障，若否，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为三相同反向复故障；
b.判断所述当前输电线路的电气量数据中ZB是否满足ZB＜3Ω，若否，则转至步骤c，若是，则判断两相阻抗的方向是否相同，若是，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为两相故障，若否，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为两相同反向复故障；
c.判断所述当前输电线路的电气量数据中ZC是否满足ZC＜1.2ΩZA，若是，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为三相故障，若否，则判断所述当前输电线路的电气量数据中ZΦ是否满足min ZΦΦ＜1.1minZΦ和min ZΦΦ＜2Zline，若是，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为AB相故障，若否，则转至步骤d；
d.判断所述当前输电线路的电气量数据中Zline是否满足1.5Zline＜ZA，若是，转至步骤e，若否，则转至步骤f；
e.判断所述当前输电线路的电气量数据中Zload是否满足min(|ZAB-Zload|,|ZBC-Zload|,|ZCA-Zload|)＜min(|ZA-Zload|,|ZB-Zload|,|ZC-Zload|)，若是，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为A相故障，若否，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为BC相故障；
f.判断三相阻抗的相位是否为顺时针，若是，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为相间阻抗变化量最小值对应的单相故障，若否，则转至步骤g；
g.判断所述当前输电线路的电气量数据中ZΦΦ是否满足ZΦΦ＜ZAB，若是，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为AB相故障，若否，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为相间阻抗变化量最小值对应的单相故障；
其中，Φ＝A,B,C，ZΦ为A，B或C相测量阻抗幅值；ΦΦ＝AB,BC,CA，ZΦΦ为AB，BC或CA相间测量阻抗幅值；Zline为保护线路阻抗幅值；Zload为故障前负荷状态下继电器测量阻抗幅值；
当所述保护判据为差电流突变量判据时，则根据启动保护判据判断所述当前输电线路的电气量数据对应的输电线路的故障类型，包括：
若所述当前输电线路的电气量数据中无零序分量，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为非接地故障；
其中，若所述当前输电线路的电气量数据中
和
满足
则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为AB两相短路；
若所述当前输电线路的电气量数据中
和
满足
则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为BC两相短路；
若所述当前输电线路的电气量数据中
和
满足
则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为CA两相短路；
其中，
分别为A、B、C三相的相间电流突变量，m为整定系数，取4～8。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述输电线路的电气量数据包括：输电线路的三相电流、输电线路的三相电压、输电线路的零序电流测量值、输电线路的零序电流计算值和输电线路的零序电压测量值。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据历史输电线路的电气量数据的暂态分量的固有频率的特性获取当前输电线路的电气量数据中的异常电气量数据，包括：
比较输电线路的电气量数据的暂态分量的固有频率特性与当前输电线路的电气量数据的暂态分量的频率特性；
若一致，则所述当前输电线路的电气量数据为非异常电气量数据；
若不一致，所述当前输电线路的电气量数据为异常电气量数据。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，当N≥3时，若当前输电线路的电气量数据中N个电气量数据的暂态分量的频率特性与输电线路的电气量数据的暂态分量的固有频率特性一致，则该N个电气量数据为非异常电气量数据；
当N≥3且为奇数时，若当前输电线路的电气量数据中1至N/2-1个电气量数据的暂态分量的频率特性与输电线路的电气量数据的暂态分量的固有频率特性不一致，则该1至N/2-1个电气量数据为异常电气量数据。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用当前输电线路的电气量数据中的非异常数据修复所述当前输电线路的电气量数据中的异常电气量数据，包括：
根据基尔霍夫电流或电压定理，利用当前输电线路的电气量数据中的非异常数据修复所述当前输电线路的电气量数据中的异常电气量数据。
6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述输电线路的电气量数据的暂态分量的固有频率特性为所述输电线路的电气量数据的暂态分量的固有频率的幅值和频率，当前输电线路的电气量数据的暂态分量的频率特性为当前输电线路的电气量数据的暂态分量的频率特性的幅值和频率。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，若输电线路为1000kV特高压线路，则输电线路的电气量数据中暂态分量的固有频率的特性包括固有频率在200-300Hz之间；若输电线路为500kV超高压线路，则故障后历史输电线路的电气量数据中暂态分量的固有频率的特性包括固有频率在250-500Hz之间。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前输电线路的电气量数据对应的输电线路的故障类型对所述当前输电线路的电气量数据对应的输电线路启动保护动作，包括：
若所述当前输电线路的电气量数据对应的输电线路发生故障，则根据其故障类型对其进行闭锁保护。
9.一种防异常电气量数据的输电线路保护装置，其特征在于，所述装置包括：
获取单元，用于根据输电线路的电气量数据的暂态分量的固有频率的特性获取当前输电线路的电气量数据中的异常电气量数据；
修复单元，用于利用当前输电线路的电气量数据中的非异常数据修复所述当前输电线路的电气量数据中的异常电气量数据；
启动单元，用于根据启动保护判据对所述当前输电线路的电气量数据对应的输电线路开放保护动作；
所述启动单元，包括：
识别模块，用于根据启动保护判据判断所述当前输电线路的电气量数据对应的输电线路的故障类型；
动作模块，用于根据所述当前输电线路的电气量数据对应的输电线路的故障类型对所述当前输电线路的电气量数据对应的输电线路启动保护动作；
所述启动保护判据包括：差电流突变量判据、序分量判据和/或阻抗类判据；
所述识别模块，包括：
当所述保护判据为差电流突变量判据时，则根所述识别模块，包括：
第一判断子模块，用于若所述当前输电线路的电气量数据中ΔXBC、ΔXAB和ΔXCA满足(m|ΔXBC|≤|ΔXAB|)∩(m|ΔXBC|≤|ΔXCA|)＝＝1，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为A相单相接地短路；
第二判断子模块，用于若所述当前输电线路的电气量数据中ΔXCA、ΔXBC和ΔXAB满足(m|ΔXCA|≤|ΔXBC|)∩(m|ΔXCA|≤|ΔXAB|)＝＝1，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为B相单相接地短路；
第三判断子模块，用于若所述当前输电线路的电气量数据中ΔXAB、ΔXCA、ΔXBC满足(m|ΔXAB|≤|ΔXCA|)∩(m|ΔXAB|≤|ΔXBC|)＝＝1，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为C相单相接地短路；
第四判断子模块，若所述当前输电线路的电气量数据中ΔXBC、ΔXAB和ΔXCA不满足(m|ΔXBC|≤|ΔXAB|)∩(m|ΔXBC|≤|ΔXCA|)＝＝1，所述当前输电线路的电气量数据中ΔXCA、ΔXBC和ΔXAB不满足(m|ΔXCA|≤|ΔXBC|)∩(m|ΔXCA|≤|ΔXAB|)＝＝1，且所述当前输电线路的电气量数据中ΔXAB、ΔXCA、ΔXBC不满足(m|ΔXAB|≤|ΔXCA|)∩(m|ΔXAB|≤|ΔXBC|)＝＝1，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为两相接地故障；
其中，ΔXAB、ΔXBC和ΔXCA分别为A、B、C三相的相间电流和电压突变量，m为整定系数，取4～8；
当所述保护判据为阻抗类判据时，则所述识别模块，包括：
第五判断子模块，用于判断所述当前输电线路的电气量数据中ZC是否满足ZC＜3Ω，若否，则转至步骤b，若是，则判断三相阻抗的方向是否相同，若是，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为三相故障，若否，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为三相同反向复故障；
第六判断子模块，用于判断所述当前输电线路的电气量数据中ZB是否满足ZB＜3Ω，若否，则转至步骤c，若是，则判断两相阻抗的方向是否相同，若是，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为两相故障，若否，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为两相同反向复故障；
第七判断子模块，用于判断所述当前输电线路的电气量数据中ZC是否满足ZC＜1.2ΩZA，若是，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为三相故障，若否，则判断所述当前输电线路的电气量数据中ZΦ是否满足min ZΦΦ＜1.1min ZΦ和min ZΦΦ＜2Zline，若是，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为AB相故障，若否，则转至步骤d；
第八判断子模块，用于判断所述当前输电线路的电气量数据中Zline是否满足1.5Zline＜ZA，若是，转至步骤e，若否，则转至步骤f；
第九判断子模块，用于判断所述当前输电线路的电气量数据中Zload是否满足min(|ZAB-Zload|,|ZBC-Zload|,|ZCA-Zload|)＜min(|ZA-Zload|,|ZB-Zload|,|ZC-Zload|)，若是，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为A相故障，若否，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为BC相故障；
第十判断子模块，用于判断三相阻抗的相位是否为顺时针，若是，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为相间阻抗变化量最小值对应的单相故障，若否，则转至步骤g；
第十一判断子模块，用于判断所述当前输电线路的电气量数据中ZΦΦ是否满足ZΦΦ＜ZAB，若是，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为AB相故障，若否，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为相间阻抗变化量最小值对应的单相故障；
其中，Φ＝A,B,C，ZΦ为A，B或C相测量阻抗幅值；ΦΦ＝AB,BC,CA，ZΦΦ为AB，BC或CA相间测量阻抗幅值；Zline为保护线路阻抗幅值；Zload为故障前负荷状态下继电器测量阻抗幅值；
当所述保护判据为差电流突变量判据时，则所述识别模块包括：
第十二判断子模块，用于若所述当前输电线路的电气量数据中无零序分量，则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为非接地故障；
其中，若所述当前输电线路的电气量数据中
和
满足
则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为AB两相短路；
第十三判断子模块，用于若所述当前输电线路的电气量数据中
和
满足
则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为BC两相短路；
第十四判断子模块，用于若所述当前输电线路的电气量数据中
和
满足
则所述当前输电线路的电气量数据对应输电线路的故障类型为CA两相短路；
其中，
分别为A、B、C三相的相间电流突变量，m为整定系数，取4～8。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述输电线路的电气量数据包括：输电线路的三相电流、输电线路的三相电压、输电线路的零序电流测量值、输电线路的零序电流计算值和输电线路的零序电压测量值。
11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述获取单元，用于：
比较输电线路的电气量数据的暂态分量的固有频率特性与当前输电线路的电气量数据的暂态分量的频率特性；
若一致，则所述当前输电线路的电气量数据为非异常电气量数据；
若不一致，所述当前输电线路的电气量数据为异常电气量数据。
12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，当N≥3时，若当前输电线路的电气量数据中N个电气量数据的暂态分量的频率特性与输电线路的电气量数据的暂态分量的固有频率特性一致，则该N个电气量数据为非异常电气量数据；
当N≥3且为奇数时，若当前输电线路的电气量数据中1至N/2-1个电气量数据的暂态分量的频率特性与输电线路的电气量数据的暂态分量的固有频率特性不一致，则该1至N/2-1个电气量数据为异常电气量数据。
13.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述修复单元，用于：
根据基尔霍夫电流或电压定理，利用当前输电线路的电气量数据中的非异常数据修复所述当前输电线路的电气量数据中的异常电气量数据。
14.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述输电线路的电气量数据的暂态分量的固有频率特性为所述输电线路的电气量数据的暂态分量的固有频率的幅值和频率，当前输电线路的电气量数据的暂态分量的频率特性为当前输电线路的电气量数据的暂态分量的频率特性的幅值和频率。
15.如权利要求9所述的装置，其特征在于，若输电线路为1000kV特高压线路，则输电线路的电气量数据中暂态分量的固有频率的特性包括固有频率在200-300Hz之间；若输电线路为500kV超高压线路，则故障后历史输电线路的电气量数据中暂态分量的固有频率的特性包括固有频率在250-500Hz之间。
16.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述动作模块，用于：
若所述当前输电线路的电气量数据对应的输电线路发生故障，则根据其故障类型对其进行闭锁保护。
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2018
- 2018-05-10 CN CN201810441166.5A patent/CN110474305B/zh active Active
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