專利名稱：基于時域模型的突變量距離保護(hù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于時域模型的突變量距離保護(hù)方法，屬于電力系統(tǒng)自動化技術(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，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)外故障時保護(hù)超越動作，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作門檻相比較來判別各回路突變量繼電器是否應(yīng)該動作。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、動作判據(jù)突變量距離保護(hù)動作判據(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)滿足時突變量量距離保護(hù)便動作出口，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作門檻相比較來判別各回路突變量繼電器是否應(yīng)該動作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于時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)償電壓的各個相分量的采樣值為
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于時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作門檻相比較來判別各回路突變量繼電器是否應(yīng)該動作。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:國電南京自動化股份有限公司