專利名稱：一種基于電流突變量的故障選相方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)的技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，是涉及利用電流突變量構(gòu)造故障相別選擇系數(shù)，進(jìn)而實現(xiàn)故障類型與故障相別選擇的一種基于電流突變量的故障選相方法。
背景技術(shù)：
高壓輸電線路的繼電保護(hù)裝置基本以電流差動保護(hù)和距離保護(hù)作為雙重主保護(hù)， 以三段式距離保護(hù)作為后備保護(hù)并加裝自動重合閘裝置。距離保護(hù)元件和自動重合閘裝置的正確動作均以正確選相為前提，錯誤的選相結(jié)果將導(dǎo)致距離保護(hù)誤動作以及自動重合閘裝置誤合閘，并極有可能對電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行構(gòu)成嚴(yán)重威脅。目前，高壓線路的故障選相主要采用穩(wěn)態(tài)量選相與突變量選相兩者相結(jié)合的方式。穩(wěn)態(tài)量選相主要包括電流選相、電壓選相、阻抗選相以及序分量選相。其中，電流選相的靈敏度在單相經(jīng)高阻接地，弱電源側(cè)，以及運行方式發(fā)生較大變化等情況下可能存在不足。 與電流選相相比，電壓選相在弱電源側(cè)具有較高的靈敏度，但在強電源側(cè)靈敏度偏低。阻抗選相受系統(tǒng)運行方式影響小，但在單相經(jīng)高阻接地情況下靈敏度不足。序分量選相在單相接地故障中不受過渡電阻的影響，但在弱電源側(cè)同樣存在靈敏度不足的問題。此外，由于三相故障理論上不存在負(fù)序和零序分量，因此序分量選相在識別三相故障方面還需要進(jìn)一步研究。突變量選相主要包括相電流差突變量選相、相電壓差突變量選相，以及電流電壓綜合突變量選相。其中，相電流差突變量選相具有速動性好，不反應(yīng)負(fù)荷分量，受過渡電阻影響小等優(yōu)點，同時也存在弱電源側(cè)選相靈敏度不足的問題。電壓差突變量選相在弱電源側(cè)具有較高靈敏度，但在強電源側(cè)靈敏度不足。電流電壓綜合突變量選相主要有復(fù)合電壓電流突變量選相和廣義阻抗突變量選相兩種方法。其中，復(fù)合電壓電流突變量選相綜合了電流突變量和電壓突變量選相的優(yōu)點，已具備了一定的自適應(yīng)性。廣義阻抗突變量選相在強弱電源側(cè)均具有較高的靈敏度，且能較好地識別單相故障和兩相故障，但在三相故障選相方面稍顯不足。本發(fā)明采用電流突變量構(gòu)造新型故障選相元件。首先根據(jù)保護(hù)安裝處各相故障電流與其余兩相故障差流之間的比例關(guān)系，構(gòu)造故障相別選擇系數(shù)。然后，通過分析該系數(shù)在各種故障情況下呈現(xiàn)的不同特征，實現(xiàn)故障選相。仿真結(jié)果表明，該方法能在故障發(fā)生后的一個周波內(nèi)準(zhǔn)確識別故障相，對各種類型故障均具有較高的靈敏度，且不受故障位置、過渡電阻以及負(fù)荷電流的影響，具有較高的可靠性。即使在發(fā)展性故障等特殊故障情況下，該方法仍然具有較好的選擇性。同時，該方法對弱電源側(cè)故障選相具有足夠的靈敏度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種基于電流突變量的故障選相方法，主要解決的技術(shù)問題是僅利用保護(hù)裝置處所測量的各相故障電流信息，實現(xiàn)同時識別所有故障類型并且滿足弱電源側(cè)故障選相靈敏度要求的電力系統(tǒng)故障選相的目的?！N基于電流突變量的故障選相方法，其特征在于，利用在高壓線路的保護(hù)裝置處所測量的一相故障電流與其余兩相故障電流差之間的比例關(guān)系，構(gòu)造故障相別選擇系數(shù)，然后，通過分析該系數(shù)在各種故障情況下呈現(xiàn)的不同特征，實現(xiàn)電力系統(tǒng)故障選相；具體過程包括步驟I. I構(gòu)建原始系統(tǒng)數(shù)據(jù)文件，采集高壓線路的保護(hù)裝置處各相故障電流；步驟I. 2利用各相故障電流獲取各相電流突變量及任意兩相故障電流差值；步驟I. 3根據(jù)各相電流突變量與其余兩相故障電流差之間的比例關(guān)系，定義故障相別選擇系數(shù)；步驟I. 4通過分析該系數(shù)在各種故障情況下呈現(xiàn)的不同特征，實現(xiàn)故障選相。所述故障相別選擇系數(shù)為所述步驟I. 2是根據(jù)保護(hù)裝置處各相故障電流與其余兩相故障電流差值之間的比例關(guān)系，定義故障相別選擇系數(shù)
權(quán)利要求
1.一種基于電流突變量的故障選相方法，其特征在于，利用在高壓線路的保護(hù)裝置處所測量的一相故障電流與其余兩相故障電流差之間的比例關(guān)系，構(gòu)造故障相別選擇系數(shù)， 然后，通過分析該系數(shù)在各種故障情況下呈現(xiàn)的不同特征，實現(xiàn)電力系統(tǒng)故障選相；具體過程包括步驟I. I構(gòu)建原始系統(tǒng)數(shù)據(jù)文件，采集高壓線路的保護(hù)裝置處各相故障電流；步驟I. 2利用各相故障電流獲取各相電流突變量及任意兩相故障電流差值；步驟I. 3根據(jù)各相電流突變量與其余兩相故障電流差之間的比例關(guān)系，定義故障相別選擇系數(shù)；步驟I. 4通過分析該系數(shù)在各種故障情況下呈現(xiàn)的不同特征，實現(xiàn)故障選相。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述基于電流突變量的故障選相方法，其特征在于，所述故障相別選擇系數(shù)是根據(jù)保護(hù)裝置處各相故障電流與其余兩相故障電流差之間的比例關(guān)系，定義故障相別選擇系數(shù)，如式(I)所示，
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述基于電流突變量的故障選相方法，其特征在于，根據(jù)故障相別選擇系數(shù)在各種故障情況下呈現(xiàn)的不同特征，判別故障相別，包括當(dāng)系統(tǒng)正常運行時，保護(hù)裝置處電流突變量幾乎為0 旦發(fā)生故障，電流突變量急劇增大；選取啟動門檻值istart = 15A，當(dāng)各相電流突變量的最大值大于啟動門檻值時開始選相。.1)當(dāng)故障相別選擇系數(shù)有一相數(shù)值超過門檻值h，且其余兩相數(shù)值之差與這兩相較小值之比的絕對值小于門檻值￡2時，按判別式(2)判斷此故障為單相接地故障，且故障相別為選擇系數(shù)最大相。
全文摘要
本發(fā)明公開了屬于電力系統(tǒng)故障判別技術(shù)領(lǐng)域，涉及利用電流突變量構(gòu)造故障相別選擇系數(shù)，進(jìn)而實現(xiàn)故障類型與故障相別選擇的一種基于電流突變量的故障選相方法，利用在高壓線路的保護(hù)裝置處所測量的一相故障電流與其余兩相故障電流差值之間的比例關(guān)系，構(gòu)造故障相別選擇系數(shù)，然后，通過分析該系數(shù)在各種故障情況下呈現(xiàn)的不同特征，實現(xiàn)電力系統(tǒng)故障選相；該方法能在故障發(fā)生后的一個周波內(nèi)準(zhǔn)確識別故障相，對各種類型故障均具有較高的靈敏度，且不受故障位置、過渡電阻以及負(fù)荷電流的影響，可靠性較高、選擇性較好，同時，對弱電源側(cè)故障選相具有足夠的靈敏度。
文檔編號G01R31/08GK102608495SQ201210054180
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月2日
發(fā)明者王增平, 王希, 馬靜 申請人:華北電力大學(xué)