申请/专利权人：西南交通大学

申请日：2019-10-24

公开（公告）日：2020-09-15

公开（公告）号：CN110703041B

主分类号：G01R31/08(20060101)

分类号：G01R31/08(20060101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2020.09.15#授权;2020.02.18#实质审查的生效;2020.01.17#公开

摘要：本发明公开了一种基于电流‑电流导数二维空间的输电线路故障检测方法。采集输电线路两侧电流，按照常规的突变量电流启动故障检测，计算原始突变时刻后四分之一周期的各时刻的电流导数，统计电流导数大于0或小于0的个数，确定线路两侧该段时间内电流导数在电流‑电流导数二维空间中所在的象限，检查和确定真正突变时刻t1和四分之一周期真正结束时刻t2，针对t1到t2每个时刻的电流导数，计算得到两侧的象限满足率，准确地判断两侧电流突变后第1个四分之一周期的电流导数所在象限，进而检测线路故障情况。本发明在各种故障情景下均能准确地检测出线路故障，不受过渡电阻的影响，对两侧电流的同步性要求不高，具有较强的抗不同步能力。

主权项：1.一种基于电流-电流导数二维空间的输电线路故障检测方法，包括以下步骤：步骤一、在拟检测故障的输电线路两侧的两个变电站内设置电流采样点，分别对该输电线路两侧的线路电流进行采样，提取每个采样时刻及其前两个周波的三相电流信号，计算每个时刻的各相电流突变量Δik＝||ik-ik-N|-|ik-N-ik-2N||，其中，N是一个采样周期T内的采样点数，ik是第k时刻的电流采样值，ik-N是第k-N时刻的电流采样值，ik-2N是第k-2N时刻的电流采样值；按照常规的电流突变量启动判据，如果一侧的电流突变量大于阈值，则启动后续的故障检测，并记录该时刻为原始突变时刻t0，故障检测进入到下一步骤，否则回到步骤一；步骤二、提取输电线路两侧三相电流突变量最大的那相从原始突变时刻t0到t0+14周期的电流采样值，计算得到该相每个时刻的电流导数，记k时刻的电流导数iDk，即iDk＝ik-ik-1Δt，其中，ik、ik-1分别是第k时刻、第k-1时刻的电流采样值，Δt是两个相邻采样时刻的时间差；步骤三、对于输电线路一侧原始突变时刻t0到各时刻的电流导数，依次检查它是否大于0，如果它大于0，就计数1次；当统计完后，如果总计数大于就初步判断该侧原始突变时刻t0到的电流导数位于电流-电流导数二维空间的第1象限，记为该侧第1个14周期电流导数位于第1象限；否则，对于输电线路该侧原始突变时刻t0到各时刻的电流导数，重新依次检查它是否小于0，如果它小于0，就计数1次；当统计完后，如果总计数大于就初步判断该侧原始突变时刻t0到的电流导数位于电流-电流导数二维空间的第3象限，记为该侧第1个14周期电流导数位于第3象限；以同样方式，处理输电线路另一侧的电流导数，初步判断该侧第1个14周期电流导数在电流-电流导数二维空间中所在的象限；步骤四、如果输电线路一侧第1个14周期电流导数位于第1象限，则从该侧原始突变时刻t0开始，依次检查每个时刻及其后连续两个时刻的电流导数是否同时都大于0，如果满足此条件，则将该时刻定义为该侧真正突变时刻t1，并停止检查；如果输电线路一侧第1个14周期电流导数位于第3象限，则从该侧原始突变时刻t0开始，依次检查每个时刻及其后连续两个时刻的电流导数是否同时都小于0，如果满足此条件，则将该时刻定义为该侧真正突变时刻t1，并停止检查；以同样方式，处理输电线路另一侧原始突变时刻t0到的电流导数，找到该侧真正突变时刻t1；这样可消除原始突变时刻t0之后t0与t1之间存在的随机扰动的电流导数；步骤五、如果输电线路一侧第1个14周期电流导数位于第1象限，则针对该侧从真正突变时刻t1到的各时刻的电流导数，依次检查每个时刻的电流导数是否大于0、且其后连续3个时刻的电流导数同时都小于0，如果满足此条件，则将该时刻定义为该侧真正突变时刻t1后第1个14周期的真正结束时刻t2，并停止检查；如果输电线路一侧第1个14周期电流导数位于第3象限，则针对该侧从真正突变时刻t1到的各时刻的电流导数，依次检查每个时刻的电流导数是否小于0、且其后连续3个时刻的电流导数同时都大于0，如果满足此条件，则将该时刻定义为该侧真正突变时刻t1后第1个14周期的真正结束时刻t2，并停止检查；以同样方式，处理输电线路另一侧的电流导数，找到该侧第1个14周期的真正结束时刻t2；这样可消除真正突变时刻t1之后第1个14周期附近波动的电流导数，找到两侧第1个14周期的真正结束时刻t2；步骤六、如果输电线路一侧第1个14周期电流导数位于第1象限，则对于该侧从真正突变时刻t1到第1个14周期的真正结束时刻t2每个时刻的电流导数，分别检查它是否大于0，如果它大于0，则总计数C加1；当统计完后，用C除以t1到t2的采样点数Num，即Num＝t2-t1Δt，得到象限满足率F，即F＝CNum*100，如果象限满足率F大于阈值90，就准确地判断该侧真正突变时刻t1后第1个14周期的电流导数位于第1象限；如果输电线路一侧第1个14周期电流导数位于第3象限，则对于该侧从t1到t2的电流导数，分别检查它是否小于0，如果它小于0，则总计数C加1；当统计完后，用C除以t1到t2的采样点数Num，即Num＝t2-t1Δt，得到象限满足率F，即F＝CNum*100，如果象限满足率F大于阈值90，就准确地判断该侧真正突变时刻t1后第1个14周期的电流导数位于第3象限；以同样方式，处理输电线路另一侧的电流导数，准确判断该侧真正突变时刻t1后第1个14周期的电流导数所在的象限；步骤七、在输电线路两侧将各自的第1个14周期电流导数所在的象限通过光纤通道或广域通信网络传送给对方的保护装置；建立线路故障检测判据，如果输电线路两侧真正突变时刻t1后第1个14周期的电流导数都位于第1象限，则判断该线路发生故障；如果输电线路一侧真正突变时刻t1后第1个14周期的电流导数位于第1象限，同时另一侧真正突变时刻t1后第1个14周期的电流导数位于第3象限，则判断该线路正常，回到步骤一。

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百度查询： 西南交通大学 基于电流-电流导数二维空间的输电线路故障检测方法

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