电力传输系统中的故障检测技术方案

本主题描述了电力传输系统中的功率振荡期间的故障检测。在所述电力传输系统的端子处对于每个相获得电压测量结果和电流测量结果。基于获得的测量结果，对于电压和电流的每个采样值，计算每个相对地环路和每个相对相环路的阻抗角的改变的值，其中所述阻抗角的改变的值是分开预定间隔的两个样本的阻抗角之差。此外，对于每个相对地环路和每个相对相环路，基于预定数目的阻抗角的改变的值计算阻抗角的改变的平均值。将计算的所述平均值与阻抗角的改变的阈值进行比较，以及基于所述比较，检测所述相对地环路或相对相环路的一个或多个中的故障且将所述故障分类。的故障且将所述故障分类。的故障且将所述故障分类。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电力传输系统中的故障检测


[0001]本主题总体上涉及电力传输线路中的故障检测。具体地，本主题涉及电力传输系统中的在功率振荡期间的故障检测。

技术介绍

[0002]电力传输系统是大且复杂的网络，该网络包括具有许多电气部件——诸如发电机、变压器、继电器等——的传输线路。电力传输系统常常遭受系统干扰，诸如由于传输线路故障、重负载电力传输线路中的切换操作、负载幅值和方向的改变等。通常，故障可以被定义为电气系统的、导致正常电流流动的中断的异常状况。此电流偏离流动导致电压和/或电流流动的改变，这中断电力传输。在传输系统中发生的系统干扰可以导致功率振荡。
[0003]功率振荡是发电机组的转子角相对于彼此加速或减速、导致三相潮流(three
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phase power flow)的变化的现象。特别地，区域间振荡可以导致电力系统的、经由联络线路(tie line)连接的两个区域之间的大功率波动。
[0004]在功率振荡现象期间继电器跳闸是不期望的，且因此它们通常在功率振荡期间被锁定。因此，在锁定时段期间在功率振荡期间发生的故障可能未被检测到，这可能导致系统断电(blackout)。
附图说明
[0005]将关于下面的描述和附图更好地理解本主题的特征、方面和优点。在不同的图中使用相同的参考数字指示类似的或相同的特征和部件。
[0006]图1(a)、图1(b)、图1(c)和图1(d)在第一示例中例示了基于本领域已知的方法监测电力传输线路中的增量电流以进行故障检测。
[0007]图2(a)、图2(b)、图2(c)和图2(d)在第二示例中例示了基于本领域已知的方法监测电力传输线路中的增量电流以进行故障检测。
[0008]图3例示了根据本主题的实施方案的双源等效电网的框图。
[0009]图4例示了根据本主题的实施方案的具有用于功率振荡期间的故障检测的设备的双端子系统。
[0010]图5例示了根据本主题的一个实施方案的用于电力传输系统中的功率振荡期间的故障检测的方法。
[0011]图6(a)、图6(b)和图6(c)例示了根据本主题的一个示例实施方式的故障检测。
[0012]图7(a)、图7(b)和图7(c)例示了根据本主题的另一个示例实施方式的故障检测。

技术实现思路

[0013]本专利技术的实施方案提供了一种用于电力传输系统中的功率振荡期间的故障检测的方法、一种用于故障检测的设备、以及一种用于故障检测的计算机可读存储介质。
[0014]根据第一方面，提供了一种用于电力传输系统中的功率振荡期间的故障检测的方
法。所述方法包括在所述电力传输系统的端子处对于每个相获得电压测量结果和电流测量结果。所述电压测量结果和所述电流测量结果是使用与所述电力传输系统的所述端子相关联的一个或多个测量装备获得的。所述电压测量结果和所述电流测量结果包括在所述端子处获得的电压和电流的采样值。基于所述电压和电流的每个采样值，计算每个相对地环路和每个相对相环路的阻抗角的改变的值，其中所述阻抗角的改变的值是分开预定间隔的两个样本的阻抗角之差。此外，对于每个相对地环路和每个相对相环路，针对预定数目的阻抗角的改变的值计算阻抗角的改变的平均值。将对于每个相对地环路和每个相对相环路计算的所述平均值与阻抗角的改变的阈值进行比较，以及基于所述比较，检测所述相对地环路或相对相环路的一个或多个中的故障。所述阈值可以是1度至3度的范围。当所述阻抗角的改变的平均值位于所述阈值范围内时，检测到所述相对地环路或相对相环路的一个或多个中的故障。
[0015]根据第二方面，提供了一种检测电力传输线路中的故障的智能电子设备(IED)。所述IED包括处理器以及可由处理器执行的故障检测模块。所述故障检测模块被配置为在所述电力传输系统的端子处从每个相获得电压测量结果和电流测量结果。所述电压测量结果和所述电流测量结果是使用与所述电力传输系统的所述端子相关联的一个或多个测量装备获得的。所述电压测量结果和所述电流测量结果包括在所述端子处获得的电压和电流的采样值。所述故障检测模块被配置为：对于所述电压和电流的每个采样值，计算每个相对地环路和每个相对相环路的阻抗角的改变的值。所述阻抗角的改变是两个样本的阻抗角之差且所述两个样本分开预定间隔。此外，所述故障检测模块被配置为：对于每个相对地环路和每个相对相环路，针对预定数目的阻抗角的改变的值计算阻抗角的改变的平均值。将对于每个相对地环路和每个相对相环路计算的所述平均值与阻抗角的改变的阈值进行比较。基于所述比较，检测到基于所述相对地环路或相对相环路的一个或多个中的故障。所述阈值可以是1度至3度的范围。当阻抗角的变化的平均值在所述阈值范围内时，检测到所述相对地环路或相对相环路的一个或多个中的故障。
[0016]根据第三方面，一种非暂时性计算机可读介质，其含有程序指令，所述程序指令在被执行时导致智能电子设备(IED)检测电力传输线路中的故障。所述程序指令包括指令以：在所述电力传输系统的端子处从每个相获得电压测量结果和电流测量结果。所述电压测量结果和所述电流测量结果是使用与所述电力传输系统的所述端子相关联的一个或多个测量装备获得的。所述电压测量结果和所述电流测量结果包括在所述端子处获得的电压和电流的采样值。所述程序指令还包括指令以：对于所述电压和电流的每个采样值，计算每个相对地环路和每个相对相环路的阻抗角的改变的值。所述阻抗角的改变是两个样本的阻抗角之差且所述两个样本分开预定间隔。此外，所述程序指令包括指令以：对于每个相对地环路和每个相对相环路，针对预定数目的阻抗角的改变的值计算阻抗角的改变的平均值。将对于每个相对地环路和每个相对相环路计算的所述平均值与阻抗角的改变的阈值进行比较。所述阈值可以是1度至3度的范围。当阻抗角的改变的平均值位于所述阈值范围内时，检测到所述相对地环路或相对相环路的一个或多个中的故障。
具体实施方式
[0017]本主题涉及电力传输线路中的故障检测。下面描述与功率振荡有关的故障检测，
特别是检测在振荡中心电压处或接近振荡中心电压的故障。然而，主题不限于功率振荡中的故障检测。
[0018]功率振荡一般被分类为稳定的功率振荡和不稳定的功率振荡。稳定的功率振荡发生在发电机不滑极(slip poles)或失去同步且系统达到可接受的运行状态的情况下。然而，不稳定的功率振荡可能导致发电机之间的极的滑差，从而导致电压、电流和功率中的剧烈波动。
[0019]在功率振荡时段期间，距离继电器通常将被锁定不能运行以防止误运行，因为阻抗轨迹(impedance locus)可能进入距离测量区的运行区域。如果在功率振荡期间在距离继电器的锁定时段期间发生故障，则该故障将保持未被检测到。未检测到故障对电力系统元件——诸如变压器、发电机等——施加压力。对电力系统元件的压力进而影响电力系统稳定性。为了避免广泛的干扰，距离继电器应只被允许在功率振荡期间对于短路故障才运行，且在功率振荡期间在没有故障发生时保持解锁。这被称为功率振荡解锁。当不能够检本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于电力传输系统中的功率振荡期间的故障检测的方法，所述方法包括：在所述电力传输系统的端子处对于每个相获得电压测量结果和电流测量结果，其中所述电压测量结果和所述电流测量结果是使用与所述电力传输系统的所述端子相关联的一个或多个测量装备获得的，其中所述电压测量结果和所述电流测量结果包括在所述端子处获得的电压和电流的采样值；对于所述电压和电流的每个采样值，计算每个相对地环路和每个相对相环路的阻抗角的改变的值，其中所述阻抗角的改变的值是分开预定间隔的两个样本的阻抗角之差；对于每个相对地环路和每个相对相环路，针对预定数目的阻抗角的改变的值计算阻抗角的改变的平均值；将对于每个相对地环路和每个相对相环路计算的所述平均值与阻抗角的改变的阈值进行比较；以及基于所述比较，检测到所述相对地环路或相对相环路的一个或多个中的故障。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法包括：在检测到所述相对地环路或相对相环路的一个或多个中的故障时，释放对应的环路以进行距离保护。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述预定间隔是一个测量循环的持续时间，其中一个测量循环包括基于采样频率的预定数目的样本。4.根据权利要求1所述的方法，其中计算所述平均值包括：应用移动窗口平均过滤器以对于样本计算阻抗角的改变的值，其中阻抗角的改变的值的所述预定数目是移动窗口的大小。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述移动窗口的大小等于在一个测量循环中的样本数目。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述阈值是一个范围。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述范围是1度至3度。8.根据权利要求1所述的方法，包括：基于在其中检测到故障的环路，将检测到的故障分类为相对地故障、相对相故障或双相对地故障。9.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法包括：基于所述电压测量结果和所述电流测量结果的全循环离散傅立叶变换，对于每个相对地环路和每个相对相环路分别计算电压相量和电流相量。10.根据权利要求1所述的方法，包括：检测在振荡中心电压处的、所述相对地环路或相对相环路的一个或多个中的故障。11.一种检测电力传输线路中的功率振荡期间的故障的智能电子设备(IED)，所述IED包括：处理器；以及故障检测模块，所述故障检测模块可由处理器执行以：在所述电力传输系统的端子处从每个相获得电压测量结果和电流测量结果，其中所述电压测量结果和所述电流测量结果是使用与所述电力传输系统的所述端子相关联的一个或多个测量装备获得的，其中所述电压测量结果和所述电流测量结果包括在所述端子处获得的电压和电流的采样值；对于所述电压和电流的每个采样值，计算每个相对地环路和每个相对相环路的...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：日立能源瑞士股份公司，
类型：发明
国别省市：