專利名稱：一種利用暫態(tài)能量的交流輸電線路故障選相方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用暫態(tài)能量的交流輸電線路故障選相方法，屬電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
高壓交流輸電線路發(fā)生故障后，準(zhǔn)確快速地選擇出故障相別對(duì)于保證繼電保護(hù)裝置的正確動(dòng)作、有選擇地切除故障相具有非常重要的意義。目前，保護(hù)廣泛采用的選相原理可分為利用工頻量的傳統(tǒng)選相原理[1]和利用暫態(tài)量的選相原理。傳統(tǒng)故障選相主要是基于工頻量，采用突變量選相與穩(wěn)態(tài)量選相相結(jié)合的方案，其性能相對(duì)穩(wěn)定，但速動(dòng)性受自身原理限制；利用暫態(tài)量的選相元件配合行波保護(hù)或邊界保護(hù)，可以滿足超、特高壓輸電線路快速切除故障的要求。行波選相元件[2]作為重要的暫態(tài)量選相元件，其動(dòng)作原理是建立在故障產(chǎn)生的暫態(tài)行波理論基礎(chǔ)上的，由于不同故障類型下的暫態(tài)行波中包含有故障類型信息，因此可用于實(shí)現(xiàn)故障選相M。為消除三相電流之間的耦合，采用模量電流作為判據(jù)所需的電氣量。 但其不同故障類型下模電流之間的相對(duì)關(guān)系是利用故障點(diǎn)處的邊界條件得到的，當(dāng)發(fā)生接地故障時(shí)，由于線、零模分量的衰耗不同，使得在故障點(diǎn)成立的對(duì)應(yīng)關(guān)系在保護(hù)量測(cè)處不再嚴(yán)格成立，特別是在線路末端故障時(shí)，很可能誤選。利用模電流和相電流的相對(duì)關(guān)系⑷進(jìn)行故障選相可以克服零模衰耗帶來的影響，但是利用首波頭的行波選相原理都存在弱故障下靈敏度低的問題，利用暫態(tài)能量可以有效解決上述問題。
參考文獻(xiàn)吳大立，尹項(xiàng)根，胡玉峰，張哲.高壓線路保護(hù)實(shí)用選相方案[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化， 2007,31(17) :50-54.葛耀中.新型繼電保護(hù)和故障測(cè)距的原理與技術(shù)[M].西安西安交通大學(xué)出版社，2007.董新洲，葛耀中.基于小波變換的行波故障選相研究第1部分理論基礎(chǔ)[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，1998，22 (12) =24-26, 33.束洪春，司大軍，等.小波變換應(yīng)用于暫態(tài)初始行波分析及故障選線選相[J].云南水力發(fā)電，2002，1W2) :6-9O

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種利用暫態(tài)能量的交流輸電線路故障選相方法，該方法在大部分故障下可以準(zhǔn)確選出故障相，在極少數(shù)故障下可能出現(xiàn)漏選相，但從綜合重合閘的角度，仍能為斷路器的動(dòng)作提供可靠依據(jù)。本發(fā)明將交流線路故障的電流行波作小波變換，計(jì)算三相電流和模電流的能量， 通過比較其相對(duì)關(guān)系，提取其所包含的故障類型信息，實(shí)現(xiàn)暫態(tài)量選相。
本發(fā)明的技術(shù)方案為
1)當(dāng)交流線路保護(hù)的突變量啟動(dòng)元件檢測(cè)到故障后啟動(dòng)，記錄三相電流行波波形；
2)利用式(1)提取三相電流行波的故障分量，并取故障后Ims時(shí)窗內(nèi)的數(shù)據(jù)Aip(幻 Aip ⑷=、⑷+ Aip(^V/2)(1)
式中，ρ取A或B或C，分別對(duì)應(yīng)三相電流汝取第1，2，3，···，/7個(gè)采樣點(diǎn)，#為工頻周期對(duì)應(yīng)采樣點(diǎn)數(shù)；Aip(幻為相電流故障分量，ip(幻為采集到的電流；
3)將三相電流行波的故障分量Δ Α(幻、M^k)和Aic(幻代入到擴(kuò)展的karrenbauer 變換公式0)，得到故障電流的零模分量Δ、⑷和三個(gè)線模分量Aia (幻、Ai0⑷和 Aiγ⑷
權(quán)利要求
1. 一種利用暫態(tài)能量的交流輸電線路故障選相方法，其特征在于通過以下步驟完成1)當(dāng)交流線路保護(hù)的突變量啟動(dòng)元件檢測(cè)到故障后啟動(dòng)，記錄三相電流行波波形；2)利用式(1)提取三相電流行波的故障分量，并取故障后Ims時(shí)窗內(nèi)的數(shù)據(jù)Aip(幻 Aip ⑷=、⑷+ Aip(^V/2)(1)式中，ρ取A或B或C，分別對(duì)應(yīng)三相電流汝取第1，2，3，···，/7個(gè)采樣點(diǎn)，#為工頻周期對(duì)應(yīng)采樣點(diǎn)數(shù)，Aip^)為相電流故障分量，ip(幻為采集到的電流；3)將三相電流行波的故障分量Δ Α(幻、M^k)和Aic(幻代入到擴(kuò)展的karrenbauer 變換公式0)，得到故障電流的零模分量Δ、⑷和三個(gè)線模分量Aia (幻、Ai0⑷和 Aiγ ⑷式中，AiA(幻、和Aic(幻分別為三相電流，Aitl(幻為零模電流，Aia⑷、 Ai0⑷和Δ、⑷分別為三個(gè)線模電流；4)對(duì)三相電流ΔiA⑷、Δ iB⑷、Δ ic⑷，零模電流Δ i0⑷及三個(gè)線模電流Δ α⑷、 Ai0 {k)和{k)分別進(jìn)行3層離散小波分解，小波基選三次B樣條，取二尺度下的小波系數(shù)&，Φ分別取A、B、C、0、α、β和Y，并按式(3)計(jì)算各量二尺度下小波系數(shù)的能量E^tjW/k)f(3)5)若零模的能量值&小于最大模量能量值的1%，則可確定為相間故障；否則確定為接地故障；6)若相電流能量值大于最大相電流能量值的20%，則可確定為故障相；7)若步驟5)中判為相間故障，但故障相只選出一相，則判為三相相間故障。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用暫態(tài)能量的交流輸電線路故障選相方法。本方法是當(dāng)交流輸電線路發(fā)生故障時(shí)，提取故障后三相電流行波的故障分量并構(gòu)造零模電流和線模電流，對(duì)相電流和模電流分別進(jìn)行小波變換，并求取其暫態(tài)能量，若零模的能量值小于最大模量能量值的1%，則可確定為相間故障，否則確定為接地故障；若某相電流能量值大于最大相電流能量值的20%，則可確定為故障相；若為相間故障，且其它兩相電流能量值均小于最大相電流能量值的20%，則判為三相故障。該選相判據(jù)構(gòu)成較為簡(jiǎn)單，對(duì)過渡電阻和故障初始角的適應(yīng)性較強(qiáng)，從綜合重合閘的角度考慮，任意故障初始角下，都能為斷路器跳閘提供正確的依據(jù)。
文檔編號(hào)G01R31/02GK102305898SQ20111012867
公開日2012年1月4日 申請(qǐng)日期2011年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月18日
發(fā)明者張?zhí)m蘭, 張敏, 曹新征, 束洪春 申請(qǐng)人:昆明理工大學(xué)