帶并聯(lián)電抗器線路三相自適應重合閘故障性質(zhì)識別方法
【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重合閘故障性質(zhì)識別方法。現(xiàn)有的故障性質(zhì)判據(jù)應用范圍各異，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，通過相模變換得到對應的差模分量。其次根據(jù)線路參數(shù)計算出差模分量頻率（周期）。最后對一個差模分量周期內(nèi)的差模電流瞬時值進行波形分析。此外，由于發(fā)生永久性故障時，差模電流中只存在衰減直流分量，而發(fā)生瞬時性故障時，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重合閘中相間故障性質(zhì)識別的新判據(jù)，并鑒別熄弧時刻。本發(fā)明故障性質(zhì)判別受影響因素少、靈敏度高。
【專利說明】帶并聯(lián)電抗器線路H相自適應重合間故障性質(zhì)識別方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)【技術領域】，具體是涉及一種帶并聯(lián)電抗器線路H相自適應重 合間故障性質(zhì)識別方法。

【背景技術】
[0002] 目前國內(nèi)外輸電線路中基本都采用的是自動重合間技術，對保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定運 行起著至關重要的作用。然而，自動重合間在帶來巨大經(jīng)濟效益的同時，也給電力系統(tǒng)帶來 了負面的影響。因為輸電線路的故障性質(zhì)分為瞬時性故障和永久性故障，如果重合于永久 性故障上，相當于電力設備再次受到故障電流的沖擊，會縮短電力設備的壽命。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)顯得至關重要。
[0003] 目前，相關研究主要集中在單相自適應重合間方面。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系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行和電氣設備所帶來的危害 比重合于單相永久性故障更為嚴重，因此H相自適應重合間有很大的研究價值。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 路側電壓互感器的測量精度，且很多線路在線路側未裝電壓互感器或只裝設有一相電壓互 感器；②基于高頻保護通道的方法，需要依賴于高頻保護的通道，且對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)絡的方法，該方法需要大量的訓練樣本，其可靠性 有待檢驗；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)的辨識方法，但計算過 程涉及到微分積分運算，作近似處理時會帶來較大誤差；基于模型識別和電流差動的方法， 當過渡電阻較大時，對判別結果影響很大；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)明的目的在于針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種基于并聯(lián)電抗器差模電流波形 特征的H相自適應重合間永久性故障識別方法。
[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)過相模變換得到對應的差 模分量，然后根據(jù)線路參數(shù)計算出差模分量頻率（周期），最后對一個差模分量周期內(nèi)的 差模電流瞬時值進行波形分析。如果差模電流中只存在衰減周期分量，即可判定為瞬時性 故障，此時即判定為媳弧時刻，經(jīng)過一定的延時后進行重合間操作，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] 更進一步，利用本發(fā)明判斷出的故障性質(zhì)W及瞬時性故障媳弧時間，可W實施自 適應重合間方案。具體是；如果判別出故障為瞬時性故障及媳弧時刻，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通過相模變換得到對應 的差模電流分量：

【權利要求】
1.帶并聯(lián)電抗器線路三相自適應重合閘故障性質(zhì)識別方法，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"。，通過相模變換得到對應的差 模電流分量：
步驟（2):根據(jù)線路參數(shù)計算出差模分量頻率（周期），假設發(fā)生瞬時性故障，以單端帶 并聯(lián)電抗器模型為例，對線路T型等效模型采用復頻域分析，忽略線路阻抗，得到復頻域下 的節(jié)點導納矩陣為：
其中，Ys為自導納，Yni為相間互導納，Q1為線路對地電容，Cni為相間電容，Lni和Ltl分別 為并聯(lián)電抗器電感L1及中性點小電抗電感Ln等效后的相間電感和對地電感； 通過相模變換得到復頻域下的差模節(jié)點導納矩陣：
通過求解特征方程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，對于雙端帶并聯(lián)電抗器模型，節(jié)點導納矩陣為：
通過相模變換后得到差模節(jié)點導納矩陣：
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):對一個差模分量周期內(nèi)的差模電流瞬時值進行波形分析，判據(jù)為：
其中，η為各數(shù)據(jù)窗內(nèi)的采樣點數(shù)，取為差模分量周期Td內(nèi)的采樣點數(shù)，Xi為數(shù)據(jù)窗內(nèi) 第i個采樣點的差模電流采樣值； 鑒于發(fā)生永久性故障時，差模電流中只存在衰減直流分量，此時判據(jù)始終成立，而發(fā)生 瞬時性故障時，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重合閘中相間故 障性質(zhì)識別的新判據(jù)，并鑒別熄弧時刻，當判定為瞬時性故障時，經(jīng)過一定的延時后進行重 合閘操作，當判定為永久性故障時，則閉鎖重合閘裝置。
2.根據(jù)權利要求1所述的帶并聯(lián)電抗器線路三相自適應重合閘故障性質(zhì)識別方法，其 特征在于：利用該方法構成三相自適應重合閘方案，根據(jù)故障性質(zhì)判斷結果決定是否進行 重合閘，即如果判斷為瞬時性故障，則投入重合閘；如果判斷為永久性故障，則線路兩端跳 開后不重合。
【文檔編號】G01R31/00GK104237703SQ201410520566
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月30日 優(yōu)先權日:2014年9月30日
【發(fā)明者】王慧芳, 王慶慶, 林達, 何奔騰 申請人:浙江大學