本发明专利技术涉及一种基于集中参数Π模型的交流输电线路故障选相测后模拟方法，属于电力系统继电保护技术领域。当线路发生故障时，在短时窗内，根据线路线模等效网络特性及其Π模型的基尔霍夫电流定理，利用实测的线路首末端电压和电流，模拟计算线路末端电流，并计算模拟电流波形与实测电流波形的相关系数，再以相关系数的极性作为识别线路单相或多相故障的判据。单相故障时，两健全相对应模量的模拟电流波形与实测电流波形相似相关系数为正，而故障相所对应模量的相关系数小于等于零；多相故障时，三个模量的波形相关系数均小于等于零。本发明专利技术能对故障进行准确识别，不受系统正负序阻抗不等、系统震荡、过渡电阻和分布电容电流的影响，可快速可靠地进行重合闸。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及， 属于电力系统继电保护
技术介绍
自动重合闸技术是保证电力系统安全稳定运行的一种有效措施。统计表明，在超、 特高压输电线路故障中，超过70%的故障是单相接地故障，而单相故障中80%为瞬时性故障，因此在我国超、特高压系统中广泛采用单相重合闸。由于选相跳闸的需要，选相元件成为高压保护装置中的重要元件。常规选相方法主要有突变量选相、电流差动选相、行波选相。突变量选相动作迅速，但系统振荡时突变量选取困难；电流差动选相可靠灵敏，但运用到长线时，受分布电容电流影响很大；行波选相由于行波信号的不易捕捉性和不可重复性限制其可靠性，由于基于模型的时域故障选相原理具有从暂态到稳态的故障全过程数据都适用、无需经过时频域的转换、直接用采样点就可以进行保护算法，且所需数据窗极短等优点，将成为今后的一个发展趋势。对于采用单相重合闸的超、特高压输电线路，要求区内单相故障跳单相，多相故障跳三相，所以选相问题的关键是找出区内单相故障的故障相。本专利选取被保护线路两端电压电流模量，根据交流输电线路线模等效网络的特性以及其Π模型的基尔霍夫电流定理，模拟计算输电线路末端各模量电流，通过比较各模量模拟电流波形与实测电流波形给出动作判据。本专利技术在短时窗内，通过测后模拟方法快速区分单相与多相故障，且单相故障时可以正确识别出故障相，构成一种快速选相元件。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种基于集中参数Π模型的交流输电线路故障选相测后模拟方法，以期满足故障选相的可靠性与速动性，为自动重合间技术提供可靠依据。本专利技术的技术方案是当交流输电线路发生故障时，在短时窗内，实测输电线路首、末两端电压和电流，根据交流输电线路线模等效网络的特性及其Π模型的基尔霍夫电AuSu流定理，得到线路末端模拟电流公式‘-qf+qf-、，通过实测输电线路首、末两端的电压和电流，模拟计算输电线路末端电流；再计算模拟电流波形与实测电流波形的相关系数，根据相关系数的极性，判断识别输电线路单相或多相故障。本基于集中参数Π模型的交流输电线路故障选相测后模拟方法的具体步骤如下(1)交流线路保护的突变量启动元件检测到故障后启动，实测记录线路两端三相电流和电压波形；(2)将实测的首端M侧电压1^、11愿、1代入如下扩展的karrenbauer变换公式，得到其相应的零模分量^)和三个线模分量权利要求1.一种基于集中参数Π模型的交流输电线路故障选相测后模拟方法，其特征在于当交流输电线路发生故障时，在短时窗内，实测输电线路首、末两端电压和电流，根据交流输电线路线模等效网络的特性及其Π模型的基尔霍夫电流定理，得到线路末端模拟电流公式 通过实测输电线路首、末两端的电压和电流，模拟计算输电线 路末端电流；再计算模拟电流波形与实测电流波形的相关系数，根据相关系数的极性，判断识别输电线路单相或多相故障。2.根据权利要求1所述的基于集中参数Π模型的交流输电线路故障选相测后模拟方法，其特征在于线路故障选相的具体步骤如下(1)交流线路保护的突变量启动元件检测到故障后启动，实测记录线路两端三相电流和电压波形；(2)将实测的首端M侧电压ιιμΛ、ιι代入如下扩展的karrenbauer变换公式，得到其相应的零模分量^0和三个线模分量&。、^fe式中，uMA, um、uMC分别为M端三相电压，um为零模电压，uMa、um和υΜ 分别为三个线模电压；(3)按步骤(2)同样方法，得到线路首端M侧的三相电流的线模分量和末端N侧的三相电压、电流的线模分量^、i#p，/7分别为α ,β和r，代表三个线模分量；(4)在短时窗内，利用实测得到的电压、电流数据，根据集中参数Π模型的基尔霍夫电流定理得到的如下公式，计算线路N侧的模拟电流^ 式中，P分别为α、A和r，代表三个线模分量力计算而得的线路末端的模拟电流，i P、u p为M端的各模量实测电流、电压，uNp为N端的各模量实测电压，为输电线路线模电容；(5)根据如下相关系数公式，计算模拟电流^波形与实测电流、波形之间的相关系数式中，Ar1为测量数据长度，k表示第1，2，3……N1个采样点-，rp为实测电流波形与模拟电流波形之间的相关系数，其中/71、A和r，分别代表三个线模分量；(6)根据计算出的相关系数i>进行交流输电线路故障选相；当均小于等于零时，判定为多相故障；当某个模量的相关系数大于0时，判定为单相接地故障，且该模量对应两相为非故障相，另一相为故障相。3.根据权利要求1所述的基于集中参数Π模型的交流输电线路故障选相测后模拟方法，其特征在于测量输电线路两端电压、电流时，短时窗的长度为ans，采样频率为20kHz。全文摘要本专利技术涉及一种基于集中参数Π模型的交流输电线路故障选相测后模拟方法，属于电力系统继电保护
当线路发生故障时，在短时窗内，根据线路线模等效网络特性及其Π模型的基尔霍夫电流定理，利用实测的线路首末端电压和电流，模拟计算线路末端电流，并计算模拟电流波形与实测电流波形的相关系数，再以相关系数的极性作为识别线路单相或多相故障的判据。单相故障时，两健全相对应模量的模拟电流波形与实测电流波形相似相关系数为正，而故障相所对应模量的相关系数小于等于零；多相故障时，三个模量的波形相关系数均小于等于零。本专利技术能对故障进行准确识别，不受系统正负序阻抗不等、系统震荡、过渡电阻和分布电容电流的影响，可快速可靠地进行重合闸。文档编号G01R31/08GK102565629SQ20121003839公开日2012年7月11日 申请日期2012年2月21日 优先权日2012年2月21日专利技术者张兰兰, 束洪春, 董俊 申请人:昆明理工大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：束洪春，张兰兰，董俊，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：
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