專(zhuān)利名稱(chēng)：一種基于暫態(tài)量特征的超/特高壓輸電線路故障測(cè)距方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種基于暫態(tài)量特征的超高壓輸電線路故障測(cè)距方法。
背景技術(shù)：
超高壓輸電線路故障測(cè)距是電力系統(tǒng)運(yùn)行管理技術(shù)中的一個(gè)重要領(lǐng)域。迅速準(zhǔn)確地測(cè)定輸電線路的故障點(diǎn)，可以減輕巡線負(fù)擔(dān)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)絕緣隱患，加快線路恢復(fù)供電，減少因停電而造成的經(jīng)濟(jì)損失。浙江大學(xué)繼電保護(hù)實(shí)驗(yàn)室研究發(fā)現(xiàn)，超/特高壓輸電線路由于線路分布電容大，故障暫態(tài)過(guò)程嚴(yán)重，暫態(tài)噪聲中的頻率分量存在暫態(tài)主頻現(xiàn)象(主頻是除工頻以外，暫態(tài)電流分量中時(shí)域幅值最大的頻率)，并給出了主頻的近似計(jì)算公式。把主頻理論進(jìn)行深入并用在超/特高壓輸電線路故障測(cè)距是一個(gè)新的嘗試。通過(guò)研究暫態(tài)主頻頻率值與故障距離的關(guān)系，以及其他暫態(tài)頻率分量(除主頻外，還有其他幾個(gè)時(shí)域幅值較大的暫態(tài)頻率，依次稱(chēng)為二次主頻，三次主頻等)頻率值與故障距離的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)都可以計(jì)算出故障距離，即故障距離和電流中各次暫態(tài)主頻率的頻率值有特定的關(guān)系。故障距離越大，暫態(tài)電流中的各次主頻率分量的頻率值越小。采用傅里葉變換提取各次主頻分量時(shí)， 采用二次積分消除了工頻分量的影響，使各次主頻分量的幅頻特性更明顯。分析發(fā)現(xiàn)，測(cè)距誤差與頻率提取的精度、故障距離、采用的暫態(tài)主頻次數(shù)大小有關(guān)。頻率提取誤差越小、故障距離越短、采用的暫態(tài)主頻次數(shù)越大，故障測(cè)距就越精確。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于暫態(tài)量特征的超/特高壓線路故障測(cè)距方法。根據(jù)疊加原理，故障系統(tǒng)可以看作是正常運(yùn)行系統(tǒng)與故障分量系統(tǒng)的疊加，暫態(tài)噪聲分量只存在于故障分量系統(tǒng)中，因此只對(duì)故障分量系統(tǒng)進(jìn)行分析。分析時(shí)，近似認(rèn)為超 /特高壓輸電線路是無(wú)損線，系統(tǒng)等效電抗遠(yuǎn)大于電阻。對(duì)故障分量系統(tǒng)分析，得到如下的
表達(dá)式x = (arctana m+m;r)i，其中x是故障點(diǎn)到保護(hù)安裝處的距離產(chǎn)= _》，LN為系
ωηιZC
統(tǒng)等效電感，可以通過(guò)故障暫態(tài)電壓、電流求得，Ze 為輸電線路的特性阻抗是已知的，
因此α是可知的；m取決于主頻的次數(shù)，m= 1是一次主頻，m = 2是二次主頻，m = 3是三次主頻，依次類(lèi)推；《 ]是!11次主頻的頻率；ν是行波的傳播速度。由該公式可知，故障距離 χ和各次暫態(tài)主頻率ωω有特定關(guān)系。通過(guò)研究主頻率與故障距離間的關(guān)系發(fā)現(xiàn)，故障距離 χ越大，系統(tǒng)暫態(tài)電流中各次主頻率ωω越小。通過(guò)提取某次主頻分量的頻率值，可計(jì)算出故障距離。更進(jìn)一步，利用本發(fā)明所得到的故障距離與保護(hù)范圍相比較，可構(gòu)成距離保護(hù)方案。具體是根據(jù)故障距離X與保護(hù)范圍的比較決定保護(hù)是否應(yīng)該動(dòng)作，即X在保護(hù)范圍
3內(nèi)，則保護(hù)動(dòng)作，否則保護(hù)不動(dòng)作。 通過(guò)對(duì)頻率測(cè)量誤差與故障距離測(cè)量誤差間的關(guān)系分析，發(fā)現(xiàn)滿(mǎn)足以下近似公
式
權(quán)利要求
1. 一種基于暫態(tài)量特征的超/特高壓輸電線路故障測(cè)距方法，其特征在于該方法包括以下步驟步驟1.采樣故障系統(tǒng)保護(hù)安裝處的電流i (η)和母線電壓u(n)； 步驟2.計(jì)算故障分量系統(tǒng)中的電流ig(n)和電壓ug(η)；具體是正常運(yùn)行系統(tǒng)的電流為負(fù)荷電流為if(n)，電壓為額定電壓~(11)，根據(jù)疊加原理，可以用故障系統(tǒng)中采集到的電壓電流減去正常運(yùn)行系統(tǒng)的電壓電流，獲得故障分量系統(tǒng)中的電壓電流，即ug(n)= u(η)-ue(η), ig(n) = i(n)_if(n)；dt通過(guò)任意兩組不相關(guān)的采樣數(shù)據(jù)，就可以求得系統(tǒng)的等效電阻&和電感Ln ；為了降低誤差， 利用ig (η)、ug (η)采樣數(shù)據(jù)，通過(guò)最小二乘法擬合，得到Ln值；步驟4.為突出故障電流各次暫態(tài)主頻頻率分量的特性，消去工頻分量；具體是對(duì)電流ig(n)進(jìn)行積分，變成I (η)序列；然后再對(duì)I (η)序列進(jìn)行積分，變成II (η)序列，最后通 7/(0) = /(0) = /g(0) I(n) = ig(n)Ts+I(n-l)
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的故障測(cè)距方法可構(gòu)成距離保護(hù)方案，其特征在于根據(jù)故障距離χ與保護(hù)范圍的比較判斷保護(hù)是否應(yīng)該動(dòng)作，即χ在保護(hù)范圍內(nèi)，則保護(hù)動(dòng)作，否則保護(hù)不動(dòng)作。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于暫態(tài)量特征的超/特高壓輸電線路故障測(cè)距方法?，F(xiàn)有的故障測(cè)距精確度不高。本發(fā)明首先采樣故障系統(tǒng)保護(hù)安裝處的電流和母線電壓并計(jì)算故障分量系統(tǒng)中的電流和電壓。其次計(jì)算系統(tǒng)等效電感并消去工頻分量。然后通過(guò)計(jì)算各次暫態(tài)頻率分量的幅頻特性找到各次主頻頻率值。最后根據(jù)各次主頻計(jì)算故障距離。本發(fā)明頻率提取誤差小、故障測(cè)距精確度高。
文檔編號(hào)G01R31/08GK102508114SQ20111032946
公開(kāi)日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月26日
發(fā)明者何奔騰, 王慧芳, 高效海 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)