一种基于电流突变量的故障选相方法

摘要

本发明公开了属于电力系统故障判别技术领域，涉及利用电流突变量构造故障相别选择系数，进而实现故障类型与故障相别选择的一种基于电流突变量的故障选相方法，利用在高压线路的保护装置处所测量的一相故障电流与其余两相故障电流差值之间的比例关系，构造故障相别选择系数，然后，通过分析该系数在各种故障情况下呈现的不同特征，实现电力系统故障选相；该方法能在故障发生后的一个周波内准确识别故障相，对各种类型故障均具有较高的灵敏度，且不受故障位置、过渡电阻以及负荷电流的影响，可靠性较高、选择性较好，同时，对弱电源侧故障选相具有足够的灵敏度。

主权项

一种基于电流突变量的故障选相方法，具体过程包括：步骤1.1构建原始系统数据文件，采集高压线路的保护安装处三相电流；步骤1.2利用三相电流获取各相故障电流；步骤1.3根据各相故障电流，计算故障相别选择系数；其特征在于，故障相别选择系数计算公式为$S_1=\frac{\left|{\stackrel{·}{I}}_{\mathrm{Ma}}\right|}{\left|{\stackrel{·}{I}}_{\mathrm{Mb}}\right|},S_2=\frac{\left|{\stackrel{·}{I}}_{\mathrm{Mb}}\right|}{|{\stackrel{·}{I}}_{\mathrm{Mc}}-{\stackrel{·}{I}}_{\mathrm{Ma}}|},S_3=\frac{{|\stackrel{·}{I}}_{\mathrm{Mc}}|}{|{\stackrel{·}{I}}_{\mathrm{Ma}}-{\stackrel{·}{I}}_{\mathrm{Mb}}|}---\left(1\right)$式中，S₁，S₂和S₃为故障相别选择系数；分别为母线M侧保护安装处的三相故障电流。步骤1.4通过分析故障相别选择系数在不同类型故障下呈现的不同特征，实现故障选相；其特征在于，根据故障相别选择系数在各种故障情况下呈现的不同特征，判别故障相别，包括：当系统正常运行时，保护安装处故障电流几乎为0；一旦发生故障，故障电流急剧增大；选取启动门槛值i_start=15A，当各相故障电流的最大值大于启动门槛值时开始选相；1)当故障相别选择系数任意两相数值与1之差和乘积大于门槛值ε₁，且其余两相数值之差与这两相较小值之比的绝对值小于门槛值ε₂时，按判别式(2)判断此故障为单相接地故障，且故障相别为选择系数最大相：$\left\{\begin{array}{c}\max \left(\right|S_1-1\left|\right|S_2-1|,|S_2-1\left|\right|S_3-1|,|S_3-1\left|\right|S_1-1\left|\right)\ge {ϵ}_1\\ \min \left(\right|\frac{S_1-S_2}{\min (S_1,S_2)}|,|\frac{S_2-S_3}{\min (S_2,S_3)}|,|\frac{S_3-S_1}{\min (S_3,S_1)}\left|\right)\le {ϵ}_2\end{array}\right.---\left(2\right)$式中，ε₁=50，ε₂=0.1；2)当故障相别选择系数中数值最小相小于门槛值ε₃，且其余两相数值与1之差均小于门槛值ε₄时，按判别式(3)判断此故障为两相相间故障，且故障相别为选择系数最小相：$\left\{\begin{array}{c}\min (S_1,S_2,S_3)\le {ϵ}_3\\ |S_{m1}-1|\le {ϵ}_4\\ |S_{m2}-1|\le {ϵ}_4\end{array}\right.---\left(3\right)$式中，S_m1、S_m2表示故障相别选择系数中两个非最小项；ε₃=0.1；ε₄=0.4；3)当零序电流大于门槛值ε₀，且任意两相选择系数之差与这两相中较小值之比的绝对值均大于门槛值ε₅时，按判别式(4)判定该故障为两相接地故障，故障相别为各相故障电流中幅值最大的两相：$\left\{\begin{array}{c}\left|{\stackrel{·}{I}}_{M0}\right|>{ϵ}_0\\ \min \left(\right|\frac{S_1-S_2}{\min \left(S_1{S}_2\right)}|,|\frac{S_2-S_3}{\min (S_2,S_3)}|,|\frac{S_3-S_1}{\min (S_3,S_1)}\left|\right){ϵ}_{\text{5}}\end{array}\right.---\left(4\right)$式中，为母线M侧保护安装处的零序电流；ε₀=30；ε₅=0.2；4)当任意两相选择系数之差与这两相中较小值之比的绝对值均小于门槛值ε₆时，按判别式(5)判定此故障为三相对称故障：$\max \left(\right|\frac{S_1-S_2}{\min (S_1,S_2)}|,|\frac{S_2-S_3}{\min (S_2,S_3)}|,|\frac{S_3-S_1}{\min (S_3,S_1)}\left|\right)<{ϵ}_6---\left(5\right)$式中，ε₆=0.1。