一种防止输电线路谐振导致差动保护误动作的方法与流程

本发明属于电力线路保护，具体涉及一种防止输电线路谐振导致差动保护误动作的方法。

背景技术：

1、高压长距离输电线路中，存在较大的对地电容电流，对此一般在线路一侧或两侧采用欠补偿的方式接入并联电抗器。接入并联电抗器可以限制过电压，消除潜供电流，提高电网的稳定性、可靠性和效率，同时在继电保护方面可降低线路分布电容对差动保护的影响。

2、电抗器在稳态方面能够有效提高输电效率，一般采用欠补偿方式，线路容抗与并联感抗并不完全等同。在超高压长距离输电线路上，当系统发生剧烈扰动或线路运行方式变化，本线路电容元件与系统阻抗之间会表现出一定程度的谐振，谐振电流的幅值及持续时间受线路电容补偿度及电流电压变化量有关，使线路两侧产生不平衡电流，进而影响差动保护动作的正确性。

3、以下列举两种容易产生谐振电流的情况：

4、情况1：线路带负荷运行情况下，一侧开关操作分闸，电路状态发生改变，电流被瞬时切断，线路中对地电容与系统中的感性元件之间进行能量传递，形成振荡过程，表现出谐振电流的特征，操作前后的电流变化量越大，谐振电流特征越明显。

5、情况2：3/2接线方式下，两条长距离输电线路，各自线路侧均挂载并联电抗器，若母线附近发生相间接地故障，引起系统电压骤降，线路对地电容能量被激发，与相邻线的感性元件通过连通开关进行能量传递，形成振荡过程。

6、傅里叶算法是继电保护常用的算法。故障初始时段，为了能够及时快速计算工频故障量，一般采用半周傅式或半周积分算法，故障数据满足1个工频周期后再转为全周傅氏计算。需了解，半周算法均不能滤除偶次谐波分量，而全周傅氏算法对非整次谐波的滤除效果受限，数据处理时会产生一定的计算误差。

7、在谐振电流的影响下，采用傅氏算法计算的差动电流会产生较大误差，可能会超出定值，会导致差动保护误动作。

技术实现思路

1、为了克服现有技术中的问题，本发明提出了一种防止输电线路谐振导致差动保护误动作的方法。

2、本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

3、本发明提供了一种防止输电线路谐振导致差动保护误动作的方法，包括以下步骤：

4、预设置两段式差动保护，所述两段式差动保护包括快速段差动保护及稳态段差动保护；

5、获取输电线路两侧相同时刻的各相电流采样值，基于所述电流采样值，计算得到差动电流采样通道数据及制动电流采样通道数据；

6、基于差动电流采样通道数据，计算得到谐波幅值及基波幅值；

7、当保护启动后，对差动电流的谐波幅值与基波幅值进行比较，构建差流谐波幅值比判据，用于识别出被保护线路内是否存在谐振情况，以此作为差动保护动作的闭锁条件；若差流谐波幅值比判据条件成立，判定为有谐振影响，闭锁快速段差动保护，抬高稳态段差动保护定值；若差流谐波幅值比判据条件不成立，判定为未有谐振影响，解锁快速段差动保护，稳态段差动保护定值恢复预设门槛。

8、进一步地，所述快速段差动保护的动作判据为：

9、

10、上式中，为经电流补偿后的分相差动电流值，为经电流补偿后的分相制动电流值，kh为快速段差动保护比例制动系数；ihset为快速段差动保护差动电流定值。

11、进一步地，所述稳态段差动保护的动作判据为：

12、

13、上式中，为经电流补偿后的分相差动电流值，为经电流补偿后的分相制动电流值；kl为稳态段差动保护比例制动系数；iset为稳态段差动保护差动电流定值，预设有门槛值，稳态段差动保护设置有固定的延时时间。

14、进一步地，获取线路两侧相同时刻的单相电流采样值，将所述单相电流采样值合成为差动电流采样通道数据及制动电流采样通道数据，具体包括：

15、

16、其中，为线路两侧相同时刻的单相电流采样值，为对应相别，为差动电流采样值，为制动电流采样值。

17、进一步地，所述基于差动电流采样通道数据，获取谐波幅值及基波幅值，具体包括：

18、基于差动电流采样通道数据，采用傅氏算法获取基波幅值及2、3、4次谐波幅值。

19、进一步地，当保护启动后，对差动电流的谐波幅值与基波幅值进行比较，构建差流谐波幅值比判据，用于识别出被保护线路内是否存在谐振电流，以此作为差动保护动作的闭锁条件，具体为：

20、

21、其中，kha为可靠系数，为基波幅值，分别为2、3、4次谐波幅值。

22、进一步地，所述可靠系数kha，取值0.8～1.2。

23、进一步地，若差流谐波幅值比判据条件成立，判定为有谐振电流影响，闭锁快速段差动保护，抬高稳态段差动定值，具体包括：闭锁动作时间小于第一预设时间的保护，包括快速段差动保护、变化量差动保护、采样值差动保护，同时抬高稳态段差动保护差动电流定值至预设门槛的2倍。

24、进一步地，第一预设时间为20ms。

25、与现有技术相比，本发明具有如下技术效果：

26、本方法通过检测有限次谐波占比与两段式差动保护相结合，原理简单可靠，在系统扰动引起电流谐振时，可以达到快速识别、及时闭锁的效果；利用全周傅氏算法作为谐波判据的实现方式，能够更准确识别工频基波分量，弥补半周算法产生的误差；可以有效识别被保护线路是否存在谐振情况，当区内未发生短路故障时，能够可靠闭锁，不会误开放；一旦区内存在故障，判据能够快速解锁，即使在最不利的情况下，仍然可以由稳态段差动保护开放，不会引起保护拒动。

技术特征：

1.一种防止输电线路谐振导致差动保护误动作的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种防止输电线路谐振导致差动保护误动作的方法，其特征在于，所述快速段差动保护的动作判据为：

3.根据权利要求1所述的一种防止输电线路谐振导致差动保护误动作的方法，其特征在于，所述稳态段差动保护的动作判据为：

4.根据权利要求1所述的一种防止输电线路谐振导致差动保护误动作的方法，其特征在于，获取线路两侧相同时刻的单相电流采样值，将所述单相电流采样值合成为差动电流采样通道数据及制动电流采样通道数据，具体包括：

5.根据权利要求4所述的一种防止输电线路谐振导致差动保护误动作的方法，其特征在于，所述基于差动电流采样通道数据，获取谐波幅值及基波幅值，具体包括：

6.根据权利要求5所述的一种防止输电线路谐振导致差动保护误动作的方法，其特征在于，当保护启动后，对差动电流的谐波幅值与基波幅值进行比较，构建差流谐波幅值比判据，用于识别出被保护线路内是否存在谐振电流，以此作为差动保护动作的闭锁条件，具体为：

7.根据权利要求6所述的一种防止输电线路谐振导致差动保护误动作的方法，其特征在于，所述可靠系数kha，取值0.8～1.2。

8.根据权利要求6所述的一种防止输电线路谐振导致差动保护误动作的方法，其特征在于，若差流谐波幅值比判据条件成立，判定为有谐振电流影响，闭锁快速段差动保护，抬高稳态段差动定值，具体包括：闭锁动作时间小于第一预设时间的保护，包括快速段差动保护、变化量差动保护、采样值差动保护，同时抬高稳态段差动保护差动电流定值至预设门槛的2倍。

9.根据权利要求8所述的一种防止输电线路谐振导致差动保护误动作的方法，其特征在于，第一预设时间为20ms。

技术总结本发明属于电力线路保护技术领域，具体涉及一种防止输电线路谐振导致差动保护误动作的方法。预设置快速段差动保护及稳态段差动保护；获取差动电流采样通道数据及制动电流采样通道数据，计算得到谐波幅值及基波幅值；当保护启动后，对差动电流的谐波幅值与基波幅值进行比较，构建差流谐波幅值比判据，用于识别出被保护线路内是否存在谐振情况，以此作为差动保护动作的闭锁条件；若差流谐波幅值比判据条件成立，判定为有谐振影响，闭锁快速段差动保护，抬高稳态段差动保护定值；若差流谐波幅值比判据条件不成立，解锁快速段差动保护，稳态段差动保护定值恢复预设门槛。技术研发人员：王振华,马超,刘荣,闫金磊,王虹杰,康守东,申留生,赵耀旭,葛圣超受保护的技术使用者：东方电子股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/14