基于波形相关系数和电流突变量的混压同塔故障选相方法技术

本发明专利技术公开一种基于波形相关系数和电流突变量的混压同塔故障选相方法。依据故障后故障相的相角和幅值可能发生变化的特征，引入自相关系数和虚拟自相关系数。当相电流差突变量选相元件判别为单相故障时，在考虑强磁场联系下的零序互感影响下，利用以上相关系数表现出来的特征做进一步辅助判别：首先若存在除判定故障相外的相的自相关系数满足小于0.9，则补充判别其为故障相并完成选相，否则进一步判别疑似故障相的虚拟自相关系数，若满足小于‑0.9，则补充判别该相为故障相并完成选相。否则最终选相结果与相电流差突变量选相结果相同。本发明专利技术能够避免发生混压同塔四回线跨电压不接地故障时，相电流差突变量选相元件存在的误选相问题。

Fault Phase Selection Method for Mixed Pressure Tower Based on Waveform Coefficient and Current Mutation

【技术实现步骤摘要】
基于波形相关系数和电流突变量的混压同塔故障选相方法
本专利技术涉及电力系统领域，特别是涉及一种基于波形相关系数和电流突变量的混压同塔故障选相方法。
技术介绍
随着土地资源日趋紧张、输电容量要求增大，不同电压等级的多回输电线路同塔架设(简称为“混压同塔多回线”)技术迅速发展。当混压同塔四回线(不同电压等级各有两回线路)中的某一电压等级线路跨越另一电压等级线路发生短路故障时，相电流差突变量选相元件可能出现错误选相的问题(简称为“误选相”)。混压同塔四回线跨电压故障可分为跨电压接地故障和跨电压不接地故障两大类，其中跨电压不接地故障包括高电压某回线路的单相/两相/三相跨相邻的低电压某回线路的单相/两相/三相不接地故障，当发生单相/两相/三相跨两相故障时，发生两相故障线路的相电流差突变量选相元件存在误选相的可能。故障选相是高压输电线路继电保护中的一个关键环节。当系统发生故障时，快速准确的选相对于确保输电线路安全和电力系统稳定有着积极意义。在传统常规保护装置中，选相元件主要作用于自动重合闸，随着数字式微机保护装置在电力系统中的广泛应用，要求选相元件不仅要准确判别出单相故障的故障相，还要准确判别相间故障的相别。无疑故障选相的正确与否将是保护装置是否正确动作的依据，从而直接关系到电力系统运行的经济效益和社会效益。国内数字式高压线路保护在保护启动后第一次选相大多采用相电流差突变量选相元件，其利用不同故障时两相工频电流差的变化量的幅值特征选相，附加鉴别有无零序分量区分两相短路和两相短路接地。该元件在故障初期灵敏度高，不受负荷电流和过渡电阻影响，应用广泛。故若能针对混压同塔四回线系统的某一电压等级发生两相跨电压故障时的相电流差突变量选相元件的误选相情况，在保留相电流差突变量选相的基础上提出改进措施。而现有选相方法中，缺少针对此误选相情况下对相电流差突变量选相的改进方案，因此本领域亟需一种能实现混压同塔四回线跨电压故障时相电流差突变量选相元件正确选相的新方案。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于波形相关系数和电流突变量的混压同塔故障选相方法，能够避免发生误选相的情况。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种基于波形相关系数和电流突变量的混压同塔故障选相方法包括：获取电力系统在运行状态下的各相电流；根据所述各相电流，得到任意两个相电流差突变量；根据所述相电流差突变量选相原理判断是否为单相故障，得到第一判断结果；若所述第一判断结果表示不为单相故障，则判定对应的相间故障；若所述第一判断结果表示为单相故障，则称其它相为疑似故障相，并计算疑似故障相故障前后的自相关系数；判断是否存在所述自相关系数小于0.9，得到第二判断结果；若所述第二判断结果表示存在所述自相关系数小于0.9，则说明当前所述自相关系数对应的相故障后相角变化较大，补充判定当前所述自相关系数对应的相为故障相并完成判定；若所述第二判断结果表示不存在所述自相关系数小于0.9，则计算疑似故障相的虚拟自相关系数；判断是否存在所述虚拟自相关系数小于-0.9，得到第三判断结果；若所述第三判断结果表示存在所述虚拟自相关系数小于-0.9，则说明当前所述虚拟自相关系数对应的相故障后幅值变化较大，补充判定当前所述虚拟自相关系数对应的相为故障相并完成判定；若所述第三判断结果表示不存在所述虚拟自相关系数小于-0.9，则以相电流差突变量选相元件判定结果为最终判定结果。可选的，所述计算疑似故障相故障前后的自相关系数，具体包括：采用皮尔逊相关系数定义的方法计算疑似故障相故障前后的自相关系数。可选的，所述计算疑似故障相的虚拟自相关系数，具体包括：以相电流x故障前一个周波为基准值，将当前相故障前后各一个周波电流分别叠加-1.1倍基准值，得到虚拟故障电流；根据所述虚拟故障电流确定疑似故障相的虚拟自相关系数。根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术公开的基于波形相关系数和电流突变量的混压同塔故障选相方法，依据故障后故障相的相角和幅值可能发生变化的特征，引入“自相关系数”和“虚拟自相关系数”。当相电流差突变量选相元件判别为单相故障时，在考虑强磁场联系下的零序互感影响下，利用以上相关系数表现出来的特征做进一步辅助判别：首先若存在除判定故障相外的相(称其为“疑似故障相”)的自相关系数满足小于0.9，则补充判别其为故障相并完成选相，否则进一步判别疑似故障相的虚拟自相关系数，若满足小于-0.9，则补充判别该相为故障相并完成选相。否则最终选相结果与相电流差突变量选相结果相同。本专利技术的方法能够避免发生混压同塔四回线跨电压不接地故障时，相电流差突变量选相元件存在的误选相问题。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例1混压同塔故障选相的方法流程图；图2为本专利技术实施例3混压同塔故障选相的方法流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的目的是提供一种基于波形相关系数和电流突变量的混压同塔故障选相方法，能够避免发生误选相的情况。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。实施例1：图1为本专利技术实施例1混压同塔故障选相的方法流程图。如图1所示，一种基于波形相关系数和电流突变量的混压同塔故障选相方法包括：步骤101：获取电力系统在运行状态下的各相电流。步骤102：根据所述各相电流，得到任意两个相电流差突变量。步骤103：根据所述相电流差突变量选相原理判断是否为单相故障，得到第一判断结果。步骤104：若所述第一判断结果表示不为单相故障，则判定对应的相间故障。步骤105：若所述第一判断结果表示为单相故障，则称其它相为疑似故障相，并计算疑似故障相故障前后的自相关系数，具体包括：采用皮尔逊相关系数定义的方法计算疑似故障相故障前后的自相关系数。步骤106：判断是否存在所述自相关系数小于0.9，得到第二判断结果。整定值0.9考虑了零序互感影响可能使得非故障相的自相关系数略小于1。步骤107：若所述第二判断结果表示存在所述自相关系数小于0.9，则说明当前所述自相关系数对应的相故障后相角变化较大，补充判定当前所述自相关系数对应的相为故障相并完成判定。步骤108：所述第二判断结果表示不存在所述自相关系数小于0.9，则计算疑似故障相的虚拟自相关系数，具体包括：将相电流x故障前后各一个周波电流分别叠加-1.1倍基准值，得到虚拟故障电流；根据所述虚拟故障电流确定疑似故障相的虚拟自相关系数。步骤109：判断是否存在所述虚拟自相关系数小于-0.9，得到第三判断结果。整定值-0.9考虑了零序互感影响，给故障相的虚拟故障电流的自相关系数留有一定域度。步骤110：若所述第三判断结果表示存在所述虚拟自相关系数小于-0本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于波形相关系数和电流突变量的混压同塔故障选相方法，其特征在于，包括：获取电力系统在运行状态下的各相电流；根据所述各相电流，得到任意两个相电流差突变量；根据所述相电流差突变量选相原理判断是否为单相故障，得到第一判断结果；若所述第一判断结果表示不为单相故障，则判定对应的相间故障；若所述第一判断结果表示为单相故障，则称其它相为疑似故障相，并计算疑似故障相故障前后的自相关系数；判断是否存在所述自相关系数小于0.9，得到第二判断结果；若所述第二判断结果表示存在所述自相关系数小于0.9，则说明当前所述自相关系数对应的相故障后相角变化较大，补充判定当前所述自相关系数对应的相为故障相并完成判定；若所述第二判断结果表示不存在所述自相关系数小于0.9，则计算疑似故障相的虚拟自相关系数；判断是否存在所述虚拟自相关系数小于‑0.9，得到第三判断结果；若所述第三判断结果表示存在所述虚拟自相关系数小于‑0.9，则说明当前所述虚拟自相关系数对应的相故障后幅值变化较大，补充判定当前所述虚拟自相关系数对应的相为故障相并完成判定；若所述第三判断结果表示不存在所述虚拟自相关系数小于‑0.9，则以相电流差突变量选相元件判定结果为最终判定结果。...

【技术特征摘要】
1.一种基于波形相关系数和电流突变量的混压同塔故障选相方法，其特征在于，包括：获取电力系统在运行状态下的各相电流；根据所述各相电流，得到任意两个相电流差突变量；根据所述相电流差突变量选相原理判断是否为单相故障，得到第一判断结果；若所述第一判断结果表示不为单相故障，则判定对应的相间故障；若所述第一判断结果表示为单相故障，则称其它相为疑似故障相，并计算疑似故障相故障前后的自相关系数；判断是否存在所述自相关系数小于0.9，得到第二判断结果；若所述第二判断结果表示存在所述自相关系数小于0.9，则说明当前所述自相关系数对应的相故障后相角变化较大，补充判定当前所述自相关系数对应的相为故障相并完成判定；若所述第二判断结果表示不存在所述自相关系数小于0.9，则计算疑似故障相的虚拟自相关系数；判断是否存在所述虚拟自相关系数小于-0.9，得到第三判断结果；若所述第三判断结...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑涛，于溯，吴琼，吴建云，罗美玲，赫嘉楠，于晓军，王小立，
申请(专利权)人：华北电力大学，国网宁夏电力有限公司，国网宁夏电力有限公司平罗县供电公司，
类型：发明
国别省市：北京,11