專利名稱：基于時(shí)域模型的突變量距離保護(hù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于時(shí)域模型的突變量距離保護(hù)方法，屬于電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
突變量距離繼電器(或稱工頻變化量距離繼電器、故障分量距離繼電器)的發(fā)展與應(yīng)用是近十多年來繼電保護(hù)領(lǐng)域的重大進(jìn)展。突變量距離繼電器動(dòng)作速度快，耐受過渡電阻能力強(qiáng)，方向性明確。另外，在微機(jī)保護(hù)中突變量的求取無需增加額外的硬件，實(shí)現(xiàn)起來也很方便，在實(shí)用中取得了良好的效果。但是，現(xiàn)場運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，其保護(hù)范圍不夠穩(wěn)定， 與系統(tǒng)線路阻抗比有關(guān)系，當(dāng)系統(tǒng)阻抗和線路阻抗的阻抗比增大時(shí)，突變量距離保護(hù)范圍很小甚至幾乎沒有。更為嚴(yán)重的是突變量距離繼電器受非周期分量影響嚴(yán)重，容易造成正向區(qū)外故障時(shí)保護(hù)超越動(dòng)作，因此進(jìn)一步研究突變量距離繼電器特性，提高其安全性具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種突變量距離保護(hù)方法，可以解決突變量距離保護(hù)受非周期分量影響容易超越動(dòng)作的問題。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種基于時(shí)域模型的突變量距離保護(hù)方法。本發(fā)明以無損線模型為基礎(chǔ)，提出采用行波方法計(jì)算突變量距離保護(hù)整定點(diǎn)電壓，即補(bǔ)償電壓，以此計(jì)算電壓的大小判別保護(hù)動(dòng)作情況，其特征在于包括以下步驟1)模電流、電壓的計(jì)算將保護(hù)采樣得到的三相電流和電壓進(jìn)行相模變換，得到各模域下的電流ix和電壓ux，χ = 0，α，β分別代表各模分量；2)模域下補(bǔ)償電壓計(jì)算根據(jù)均勻無損線路模型立沿線電壓模分量計(jì)算方程，利用步驟1)中得到的線路各模電流、模電壓計(jì)算整定點(diǎn)處補(bǔ)償電壓各模分量；3)相模反變換對步驟2、中計(jì)算得到的補(bǔ)償電壓模分量進(jìn)行相模反變換，得到各相的補(bǔ)償電壓值；4)動(dòng)作判據(jù)將步驟步驟3)計(jì)算得到的各相補(bǔ)償電壓與突變量距離元件動(dòng)作門檻相比較來判別各回路突變量繼電器是否應(yīng)該動(dòng)作。本發(fā)明所達(dá)到的有益效果是1)本發(fā)明的技術(shù)方案中，計(jì)算補(bǔ)償電壓是以時(shí)域模型為基礎(chǔ)建立的電壓方程，各類諧波分量及非周期分量均適用，因此從理論上解決了突變量距離保護(hù)受非周期分量影響容易超越動(dòng)作的問題；2)本發(fā)明的方案中突變量距離保護(hù)門檻的可靠系數(shù)相對傳統(tǒng)方案可以適當(dāng)放低， 區(qū)內(nèi)故障保護(hù)具有更高的靈敏度，區(qū)外故障有更高的安全性。
具體實(shí)施方式
1、模電流、電壓的計(jì)算保護(hù)啟動(dòng)后對采樣的三相電流、電壓
方法將各相電流、電壓變換到各模域下的電流ix和電壓ux，χ = 0，α, β分別代表各模分量。相模變換可采用凱倫布爾變換，具體變換方法如下
其中i° (t)、iα (t)、i0 (t)為電流的模分量；u° (t)、ua(t)、u0 (t)為電壓的模分量 '(t)、ic(t)為電流的A\B\C三相分量，t為時(shí)間變量； 其相模變換矩陣為

2、補(bǔ)償電壓計(jì)算
將各模電流、電壓分別代入式⑶以計(jì)算出補(bǔ)償電壓各模分量<_，其中X = 0，α，
其中τχ為對應(yīng)的模量行波從保護(hù)安裝出傳播到突變量距離整定范圍末端所需要的時(shí)間；Zx為該模分量對應(yīng)的波阻抗。3、相模反變換對步驟2中計(jì)算所得的補(bǔ)償電壓的模分量進(jìn)行相模反變換，得到故障后補(bǔ)償電壓的各個(gè)相分量的采樣值。
(4)
llIom^)
1LM)=S"ΙΛΟ
其相模反變換矩陣為 S
1 1 1 1 -2 1 1 1 -2
(5)對三相補(bǔ)償電壓<_進(jìn)行復(fù)試變換，得到其向量值0·。4、動(dòng)作判據(jù)突變量距離保護(hù)動(dòng)作判據(jù)為(6)式(6)左邊即為補(bǔ)償電壓的變化量。為利用故障前數(shù)據(jù)，同樣根據(jù)之前的步驟計(jì)算出故障前的補(bǔ)償電壓；k為可靠系數(shù)，一般可取為1. 05 1. 1左右；Un為額定電壓， 為 57. 7V。當(dāng)式(6)滿足時(shí)突變量量距離保護(hù)便動(dòng)作出口，跳開相應(yīng)故障相。對于相間回路
5阻抗繼電器基本類似，此處不再贅述。 以上已以較佳實(shí)施例公布了本發(fā)明，然其并非用以限制本發(fā)明，凡采取等同替換或等效變換的方案所獲得的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種基于時(shí)域模型的突變量距離保護(hù)方法，其特征在于，包括以下步驟1)模電流、電壓的計(jì)算將保護(hù)采樣得到的三相電流和電壓進(jìn)行相模變換，得到各模域下的電流ix和電壓ux，χ = 0，α，β分別代表各模分量；2)模域下補(bǔ)償電壓計(jì)算根據(jù)均勻無損線路模型建立沿線電壓模分量計(jì)算方程，利用步驟1)中得到的線路各模電流、模電壓計(jì)算整定點(diǎn)處補(bǔ)償電壓各模分量；3)相模反變換對步驟幻中計(jì)算得到的補(bǔ)償電壓模分量進(jìn)行相模反變換，得到各相的補(bǔ)償電壓值；4)動(dòng)作判據(jù)將步驟3)計(jì)算得到的各相補(bǔ)償電壓與突變量距離元件動(dòng)作門檻相比較來判別各回路突變量繼電器是否應(yīng)該動(dòng)作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于時(shí)域模型的突變量距離保護(hù)方法，其特征在于在所述步驟1)中，相模變換采用凱倫布爾變換，具體變換方法如下
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于時(shí)域模型的突變量距離保護(hù)方法，其特征在于在所述步驟2)中，將各模電流、電壓分別代入式(3)以計(jì)算出補(bǔ)償電壓各模分量〃！ ，其中χ = 0，
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于時(shí)域模型的突變量距離保護(hù)方法，其特征在于在所述步驟幻中，故障后補(bǔ)償電壓的各個(gè)相分量的采樣值為
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于時(shí)域模型的突變量距離保護(hù)方法，其特征在于在所述步驟4)中，突變量距離保護(hù)動(dòng)作判據(jù)為I"— - I > ( 6 )式(6)左邊即為補(bǔ)償電壓的變化量，&_]為利用故障前數(shù)據(jù)計(jì)算得到的故障前的補(bǔ)償電壓；k為可靠系數(shù)，取為1. 05 1. 1 ;Un為額定電壓。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于時(shí)域模型的突變量距離保護(hù)方法，包括以下步驟1)模電流、電壓計(jì)算對保護(hù)采用數(shù)據(jù)進(jìn)行相模變換，得到模域下的電流、電壓ix和ux；2)補(bǔ)償電壓模分量計(jì)算根據(jù)均勻無損線路模型建立沿線電壓模分量計(jì)算方程，利用步驟1)中得到的線路各模電流、模電壓計(jì)算整定點(diǎn)處電壓各模分量；3)相模反變換對步驟2)中計(jì)算得到的補(bǔ)償電壓模分量進(jìn)行相模反變換，得到補(bǔ)償電壓的相分量；4)動(dòng)作判據(jù)將通過步驟3)計(jì)算得到的各相補(bǔ)償電壓的突變量與突變量距離元件動(dòng)作門檻相比較來判別各回路突變量繼電器是否應(yīng)該動(dòng)作。本發(fā)明可有效解決非周期分量對于突變量距離保護(hù)的影響，保證其安全性的前提下有足夠的靈敏度。
文檔編號H02H7/26GK102361320SQ20111033022
公開日2012年2月22日 申請日期2011年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月26日
發(fā)明者錢國明, 陳福鋒 申請人:國電南京自動(dòng)化股份有限公司