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专利号: 2020108021938
申请人: 西安理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种用于直流配电网的多判据融合加速保护方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1、规定正极线路的正方向是从母线流到线路侧,而负极线路的正方向是从线路侧流到母线,规定直流断路器只能在电流方向检测为正方向的时候动作;在线路源端保护装置处安装前加速装置,并采集功率送端和功率受端保护装置处的电压瞬时值upi,uni,电流瞬时值ipi,ini;

步骤2、将采集的电流瞬时值ipi,ini和对应的线路末端最大负荷电流imax进行比较,采集到的电压瞬时值upi,uni和对应的母线电压ubus进行比较,完成前加速第一次启动判据;

当采集到的电流满足ini>kINomal×imax或者ipi>kINomal×imax;采集到的电压满足uni<kUNomal×ubus或者upi<kUNomal×ubus;

其中,kINormal值为1.1,选取的kUNormal值为0.9,如果电流和电压同时满足以上条件,进入前加速第二次启动判据;

步骤3、进入前加速第二次启动判据:连续采集N个点的电压电流值,N取10,计算采集到的线路电流平均值 和电压平均值 将电流平均值 电压平均值 和高阻故障电流以及高阻故障电压 进行比较;

iFault和uFaultbus分别指的是线路经过100Ω过渡电阻发生的单极故障的电流和电压值大小;

当电流平均值 满足 电压平均值 满足 如果电流和电压

同时满足以上条件,认为系统内部线路发生故障,启动加速保护;

其中,kIFault取值为0.9,kUFault取值为1.1;

步骤4、功率送端加速装置识别发生故障,此时给功率受端加速保护装置通信将本侧结果传递对侧,如果此时功率受端检测电流大于等于0,此时两端的直流断路器都跳闸;

步骤5、开闸的直流断路器经过300ms去游离延时后,此时重合闸启动,判断是瞬时故障还是永久性故障,如果是瞬时故障则此时故障消失,系统恢复正常,如果是永久性故障,进入步骤6;

步骤6、确定故障是永久性故障,利用加速保护装置采集重合闸3ms数据窗的故障电压信息,根据正极和负极电压的关系判断故障类型;

步骤7、故障后区内区外故障电流的幅值、极性以及波形都发生了变化,利用故障后和重合闸期间的故障电流信息,利用三个故障特性角度和两个时间尺度数据构建多时间尺度多判据融合的保护方案,确保故障区域正确识别,步骤7具体如下:三个故障特性角度包括从电流幅值角度、从电流极性角度,从电流波形整体波形角度分别得到的判据;

两个时间尺度数据分别代表的是故障后0.6ms数据窗T1和送端直流断路器重合的3ms数据窗T2;

借助D‑S证据理论来构造多时间尺度多判据融合的故障区域识别保护方案,利用D‑S证据理论计算区内故障的概率并表示为Ip,区外故障的概率记录为Ep;通过比较Ip和Ep的值来判断该区域是否发生故障,多时间尺度多判据融合的保护判据如式(16)所示:如果冲突系数K小于0.9且Ip>Ep,则判断是区内故障,否则就是区外故障。

2.根据权利要求1所述的一种用于直流配电网的多判据融合加速保护方法,其特征在于,从电流幅值角度出发的保护判据如式(8)所示:αIP>kαIPSET,αIN>kαINSET    (8)

其中kα值取为0.8,IPSET和INSET分别是通过仿真得到不同故障情况下的最小值,αIP和αIN的具体计算方式如下:其中,正负极电流和稳态电流差值为 和 其中P和N代表的是线路正极负极,a的取值是1和2,分别代表两侧的测量装置;αiP和αiN分别代表两侧电流差值的乘积,αIP和αIN分别代表数据窗内对αiP和αiN求和,NT1代表的是0.6ms内的数据点,取12,NT2代表的是3ms内的数据点,取60。

3.根据权利要求1所述的一种用于直流配电网的多判据融合加速保护方法,其特征在于,从电流极性角度出发的保护判据如式(9)所示:αIP>0,αIN>0   (9)。

4.根据权利要求1所述的一种用于直流配电网的多判据融合加速保护方法,其特征在于,从电流整体波形角度出发的保护判据如式(12)所示:其中,k△值取为0.8,△ISETP和△ISETN分别是不同故障情况下仿真得到最小对称程度系数,ΔIP、ΔIN的计算方法具体如下:为故障正极电流、 为故障负极电流,其中P和N代表的是线路正极负极,a的取值是1和2,分别代表两侧的测量装置;定义正负极两侧电流横轴对称系数为ΔiP和ΔiN,NT1代表的是0.6ms内的数据点,取12,NT2代表的是3ms内的数据点,取60。