本發明專利技術涉及一種利用暫態能量的交流輸電線路故障選相方法。本方法是：當交流輸電線路發生故障時，提取故障后三相電流行波的故障分量并構造零模電流和線模電流，對相電流和模電流分別進行小波變換，并求取其暫態能量，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。該選相判據構成較為簡單，對過渡電阻和故障初始角的適應性較強，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。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及，屬電力系統繼電保護
技術介紹
高壓交流輸電線路發生故障后，準確快速地選擇出故障相別對于保證繼電保護裝置的正確動作、有選擇地切除故障相具有非常重要的意義。目前，保護廣泛采用的選相原理可分為利用工頻量的傳統選相原理和利用暫態量的選相原理。傳統故障選相主要是基于工頻量，采用突變量選相與穩態量選相相結合的方案，其性能相對穩定，但速動性受自身原理限制；利用暫態量的選相元件配合行波保護或邊界保護，可以滿足超、特高壓輸電線路快速切除故障的要求。行波選相元件作為重要的暫態量選相元件，其動作原理是建立在故障產生的暫態行波理論基礎上的，由于不同故障類型下的暫態行波中包含有故障類型信息，因此可用于實現故障選相M。為消除三相電流之間的耦合，采用模量電流作為判據所需的電氣量。 但其不同故障類型下模電流之間的相對關系是利用故障點處的邊界條件得到的，當發生接地故障時，由于線、零模分量的衰耗不同，使得在故障點成立的對應關系在保護量測處不再嚴格成立，特別是在線路末端故障時，很可能誤選。利用模電流和相電流的相對關系⑷進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，利用暫態能量可以有效解決上述問題。參考文獻吳大立，尹項根，胡玉峰，張哲.高壓線路保護實用選相方案.電力系統自動化， 2007,31(17) :50-54.葛耀中.新型繼電保護和故障測距的原理與技術.西安西安交通大學出版社，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.電力系統自動化，1998，22 (12) =24-26, 33.束洪春，司大軍，等.小波變換應用于暫態初始行波分析及故障選線選相.云南水力發電，2002，1W2) :6-9O
技術實現思路
本專利技術的目的是提供，該方法在大部分故障下可以準確選出故障相，在極少數故障下可能出現漏選相，但從綜合重合閘的角度，仍能為斷路器的動作提供可靠依據。本專利技術將交流線路故障的電流行波作小波變換，計算三相電流和模電流的能量， 通過比較其相對關系，提取其所包含的故障類型信息，實現暫態量選相。本專利技術的技術方案為1)當交流線路保護的突變量啟動元件檢測到故障后啟動，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時窗內的數據Aip(幻 Aip ⑷=、⑷+ Aip(^V/2)(1)式中，ρ取A或B或C，分別對應三相電流汝取第1，2，3，···，/7個采樣點，#為工頻周期對應采樣點數；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(幻代入到擴展的karrenbauer 變換公式0)，得到故障電流的零模分量Δ、⑷和三個線模分量Aia (幻、Ai0⑷和 Aiγ⑷權利要求1. ，其特征在于通過以下步驟完成1)當交流線路保護的突變量啟動元件檢測到故障后啟動，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時窗內的數據Aip(幻 Aip ⑷=、⑷+ Aip(^V/2)(1)式中，ρ取A或B或C，分別對應三相電流汝取第1，2，3，···，/7個采樣點，#為工頻周期對應采樣點數，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(幻代入到擴展的karrenbauer 變換公式0)，得到故障電流的零模分量Δ、⑷和三個線模分量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分別為三個線模電流；4)對三相電流ΔiA⑷、Δ iB⑷、Δ ic⑷，零模電流Δ i0⑷及三個線模電流Δ α⑷、 Ai0 {k)和{k)分別進行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&，Φ分別取A、B、C、0、α、β和Y，并按式(3)計算各量二尺度下小波系數的能量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。全文摘要本專利技術涉及。本方法是當交流輸電線路發生故障時，提取故障后三相電流行波的故障分量并構造零模電流和線模電流，對相電流和模電流分別進行小波變換，并求取其暫態能量，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。該選相判據構成較為簡單，對過渡電阻和故障初始角的適應性較強，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。文檔編號G01R31/02GK102305898SQ20111012867公開日2012年1月4日 申請日期2011年5月18日 優先權日2011年5月18日專利技術者張蘭蘭, 張敏, 曹新征, 束洪春 申請人:昆明理工大學本文檔來自技高網...
【技術保護點】
１．一種利用暫態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）當交流線路保護的突變量啟動元件檢測到故障后啟動，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１ｍｓ時窗內的數據Δｉｐ（ｋ）：Δｉｐ（ｋ）＝ ｉｐ（ｋ）＋ Δｉｐ（ｋ－Ｎ／２） （１）式中，ｐ取Ａ或Ｂ或Ｃ，分別對應三相電流；ｋ取第１，２，３，···，ｎ個采樣點，Ｎ為工頻周期對應采樣點數，Δｉｐ（ｋ）為相電流故障分量，ｉｐ（ｋ）為采集到的電流；３）將三相電流行波的故障分量ΔｉＡ（ｋ）、ΔｉＢ（ｋ）和ΔｉＣ（ｋ）代入到擴展的ｋａｒｒｅｎｂａｕｅｒ變換公式（２），得到故障電流的零模分量Δｉ０（ｋ）和三個線模分量Δｉα（ｋ）、Δｉβ（ｋ）和Δｉγ（ｋ）：（２）式中，ΔｉＡ（ｋ）、ΔｉＢ（ｋ）和ΔｉＣ（ｋ）分別為三相電流，Δｉ０（ｋ）為零模電流，Δｉα（ｋ）、Δｉβ（ｋ）和Δｉγ（ｋ）分別為三個線模電流；４）對三相電流ΔｉＡ（ｋ）、ΔｉＢ（ｋ）、ΔｉＣ（ｋ），零模電流Δｉ０（ｋ）及三個線模電流Δｉα（ｋ）、Δｉβ（ｋ）和Δｉγ（ｋ）分別進行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Ｗφ，φ分別取Ａ、Ｂ、Ｃ、０、α、β和γ，并按式（３）計算各量二尺度下小波系數的能量： （３）５） 若零模的能量值Ｅ０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。...
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：束洪春，張敏，張蘭蘭，曹新征，
申請(專利權)人：昆明理工大學，
類型：發明
國別省市：53
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