帶并聯(lián)電抗器線路三相自適應(yīng)重合閘故障性質(zhì)識(shí)別方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種帶并聯(lián)電抗器線路三相自適應(yīng)重合閘故障性質(zhì)識(shí)別方法?，F(xiàn)有的故障性質(zhì)判據(jù)應(yīng)用范圍各異，受影響的因素較多。本發(fā)明首先采樣三相跳閘后單端并聯(lián)電抗器電流量，通過(guò)相模變換得到對(duì)應(yīng)的差模分量。其次根據(jù)線路參數(shù)計(jì)算出差模分量頻率（周期）。最后對(duì)一個(gè)差模分量周期內(nèi)的差模電流瞬時(shí)值進(jìn)行波形分析。此外，由于發(fā)生永久性故障時(shí)，差模電流中只存在衰減直流分量，而發(fā)生瞬時(shí)性故障時(shí)，在故障熄弧以后，差模電流中只存在衰減周期分量，利用差模電流在不同故障性質(zhì)條件下的波形特征可以提出一種適用于三相自適應(yīng)重合閘中相間故障性質(zhì)識(shí)別的新判據(jù)，并鑒別熄弧時(shí)刻。本發(fā)明故障性質(zhì)判別受影響因素少、靈敏度高。
【專利說(shuō)明】帶并聯(lián)電抗器線路H相自適應(yīng)重合間故障性質(zhì)識(shí)別方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是涉及一種帶并聯(lián)電抗器線路H相自適應(yīng)重 合間故障性質(zhì)識(shí)別方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前國(guó)內(nèi)外輸電線路中基本都采用的是自動(dòng)重合間技術(shù)，對(duì)保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn) 行起著至關(guān)重要的作用。然而，自動(dòng)重合間在帶來(lái)巨大經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，也給電力系統(tǒng)帶來(lái) 了負(fù)面的影響。因?yàn)檩旊娋€路的故障性質(zhì)分為瞬時(shí)性故障和永久性故障，如果重合于永久 性故障上，相當(dāng)于電力設(shè)備再次受到故障電流的沖擊，會(huì)縮短電力設(shè)備的壽命。為了減少電 力系統(tǒng)的損失，在重合間之前判斷出故障性質(zhì)顯得至關(guān)重要。
[0003] 目前，相關(guān)研究主要集中在單相自適應(yīng)重合間方面。雖然相間故障在短路故障中 所占比例較小，但是重合于多相永久性故障對(duì)系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行和電氣設(shè)備所帶來(lái)的危害 比重合于單相永久性故障更為嚴(yán)重，因此H相自適應(yīng)重合間有很大的研究?jī)r(jià)值。由于H相 跳間之后線路中可提取的信息很少，H相自適應(yīng)重合間的研究難度較大，但仍然取得了一 定的成果，主要有；①基于線路恢復(fù)電壓的方法，該方法的判別精度在很大程度上依賴于線 路側(cè)電壓互感器的測(cè)量精度，且很多線路在線路側(cè)未裝電壓互感器或只裝設(shè)有一相電壓互 感器；②基于高頻保護(hù)通道的方法，需要依賴于高頻保護(hù)的通道，且對(duì)不包括加工相的相間 故障存在誤判的可能；③基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法，該方法需要大量的訓(xùn)練樣本，其可靠性 有待檢驗(yàn)；④基于并聯(lián)電抗器電流的方法，包括：基于電感電容參數(shù)的辨識(shí)方法，但計(jì)算過(guò) 程涉及到微分積分運(yùn)算，作近似處理時(shí)會(huì)帶來(lái)較大誤差；基于模型識(shí)別和電流差動(dòng)的方法， 當(dāng)過(guò)渡電阻較大時(shí)，對(duì)判別結(jié)果影響很大；基于自由振蕩分量頻率幅值分離的方法，需要很 高的采樣率，且區(qū)分度較低；上述基于并聯(lián)電抗器電流的方法在雙端帶并聯(lián)電抗器時(shí)均需 用到雙端并聯(lián)電抗器電流量。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于并聯(lián)電抗器差模電流波形 特征的H相自適應(yīng)重合間永久性故障識(shí)別方法。
[0005] 本發(fā)明首先采樣得到H相跳間后并聯(lián)電抗器電流量，經(jīng)過(guò)相模變換得到對(duì)應(yīng)的差 模分量，然后根據(jù)線路參數(shù)計(jì)算出差模分量頻率（周期），最后對(duì)一個(gè)差模分量周期內(nèi)的 差模電流瞬時(shí)值進(jìn)行波形分析。如果差模電流中只存在衰減周期分量，即可判定為瞬時(shí)性 故障，此時(shí)即判定為媳弧時(shí)刻，經(jīng)過(guò)一定的延時(shí)后進(jìn)行重合間操作，如果只存在衰減直流分 量，則判定為永久性故障，從而閉鎖重合間裝置。
[0006] 更進(jìn)一步，利用本發(fā)明判斷出的故障性質(zhì)W及瞬時(shí)性故障媳弧時(shí)間，可W實(shí)施自 適應(yīng)重合間方案。具體是；如果判別出故障為瞬時(shí)性故障及媳弧時(shí)刻，則投入重合間；如果 判別為永久性故障，則不重合。
[0007] 本發(fā)明方法包括W下步驟：
[0008] 步驟（I);采樣獲得m端并聯(lián)電抗器電流量im,。、im,b、imw通過(guò)相模變換得到對(duì)應(yīng) 的差模電流分量：

【權(quán)利要求】
1.帶并聯(lián)電抗器線路三相自適應(yīng)重合閘故障性質(zhì)識(shí)別方法，其特征在于：在輸電線路 發(fā)生相間故障使得線路兩側(cè)斷路器三相跳閘后，執(zhí)行以下步驟： 步驟（1):采樣獲得m端并聯(lián)電抗器電流量i_、imxb、i"。，通過(guò)相模變換得到對(duì)應(yīng)的差 模電流分量：
步驟（2):根據(jù)線路參數(shù)計(jì)算出差模分量頻率（周期），假設(shè)發(fā)生瞬時(shí)性故障，以單端帶 并聯(lián)電抗器模型為例，對(duì)線路T型等效模型采用復(fù)頻域分析，忽略線路阻抗，得到復(fù)頻域下 的節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣為：
其中，Ys為自導(dǎo)納，Yni為相間互導(dǎo)納，Q1為線路對(duì)地電容，Cni為相間電容，Lni和Ltl分別 為并聯(lián)電抗器電感L1及中性點(diǎn)小電抗電感Ln等效后的相間電感和對(duì)地電感； 通過(guò)相模變換得到復(fù)頻域下的差模節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣：
通過(guò)求解特征方程det(Y"Rv (s)) =O得到差模分量頻率：
其中，C1即為正序電容，L1即為并聯(lián)電抗器電感； 同理，對(duì)于雙端帶并聯(lián)電抗器模型，節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣為：
通過(guò)相模變換后得到差模節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣：
求解特征方程det(Yaeγ (s) )=O得到差模分量頻率：
綜上所述，得到差模分量周期I=+; 步驟（3):對(duì)一個(gè)差模分量周期內(nèi)的差模電流瞬時(shí)值進(jìn)行波形分析，判據(jù)為：
其中，η為各數(shù)據(jù)窗內(nèi)的采樣點(diǎn)數(shù)，取為差模分量周期Td內(nèi)的采樣點(diǎn)數(shù)，Xi為數(shù)據(jù)窗內(nèi) 第i個(gè)采樣點(diǎn)的差模電流采樣值； 鑒于發(fā)生永久性故障時(shí)，差模電流中只存在衰減直流分量，此時(shí)判據(jù)始終成立，而發(fā)生 瞬時(shí)性故障時(shí)，在故障熄弧以后，差模電流中只存在衰減周期分量，上述判據(jù)不成立，利用 差模電流在不同故障性質(zhì)條件下的波形特征提出一種適用于三相自適應(yīng)重合閘中相間故 障性質(zhì)識(shí)別的新判據(jù)，并鑒別熄弧時(shí)刻，當(dāng)判定為瞬時(shí)性故障時(shí)，經(jīng)過(guò)一定的延時(shí)后進(jìn)行重 合閘操作，當(dāng)判定為永久性故障時(shí)，則閉鎖重合閘裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶并聯(lián)電抗器線路三相自適應(yīng)重合閘故障性質(zhì)識(shí)別方法，其 特征在于：利用該方法構(gòu)成三相自適應(yīng)重合閘方案，根據(jù)故障性質(zhì)判斷結(jié)果決定是否進(jìn)行 重合閘，即如果判斷為瞬時(shí)性故障，則投入重合閘；如果判斷為永久性故障，則線路兩端跳 開(kāi)后不重合。
【文檔編號(hào)】G01R31/00GK104237703SQ201410520566
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月30日
【發(fā)明者】王慧芳, 王慶慶, 林達(dá), 何奔騰 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)