一种基于暂态量特征的超/特高压输电线路故障测距方法

摘要

本发明涉及一种基于暂态量特征的超/特高压输电线路故障测距方法。现有的故障测距精确度不高。本发明首先采样故障系统保护安装处的电流和母线电压并计算故障分量系统中的电流和电压。其次计算系统等效电感并消去工频分量。然后通过计算各次暂态频率分量的幅频特性找到各次主频频率值。最后根据各次主频计算故障距离。本发明频率提取误差小、故障测距精确度高。

主权项

1.一种基于暂态量特征的超/特高压输电线路故障测距方法，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤1.采样故障系统保护安装处的电流i(n)和母线电压u(n)；步骤2.计算故障分量系统中的电流i_g(n)和电压u_g(n)；具体是：正常运行系统的电流为负荷电流为i_f(n)，电压为额定电压u_e(n)，根据叠加原理，可以用故障系统中采集到的电压电流减去正常运行系统的电压电流，获得故障分量系统中的电压电流，即u_g(n)＝u(n)-u_e(n)，i_g(n)＝i(n)-i_f(n)；步骤3.计算系统等效电感L_N；具体是：根据故障分量系统有：因此通过任意两组不相关的采样数据，就可以求得系统的等效电阻R_N和电感L_N；为了降低误差，利用i_g(n)、u_g(n)采样数据，通过最小二乘法拟合，得到L_N值；步骤4.为突出故障电流各次暂态主频频率分量的特性，消去工频分量；具体是：对电流i_g(n)进行积分，变成I(n)序列；然后再对I(n)序列进行积分，变成II(n)序列，最后通过以下迭代公式$\left\{\begin{array}{c}\mathrm{II}\left(0\right)=I\left(0\right)=i_g\left(0\right)\\ I\left(n\right)=i_g\left(n\right)T_s+I(n-1)\\ \mathrm{II}\left(n\right)=I\left(n\right)T_s+\mathrm{II}(n-1)\\ X\left(n\right)=\frac{1}{{\omega }_0^2}i\left(n\right)+\mathrm{II}\left(n\right)\end{array}\right.,$可以计算到消去工频分量影响的X(n)序列，其中T_s为采样周期，ω₀为工频频率；步骤5.为减少直流分量的影响，对X(n)序列求导得到序列Y(n)；求导公式为：$\left\{\begin{array}{c}Y\left(0\right)=X\left(0\right)\\ Y\left(n\right)=\frac{X\left(n\right)-X(n-1)}{T_s}\end{array}\right.;$步骤6.对Y(n)序列进行离散傅里叶变换，通过计算各次暂态频率分量的幅频特性找到各次主频频率值；傅里叶变换公式为：其中N为数据长度，幅频特性为：|i(k)|²＝R[i(k)]²+I[i(k)]²，k对应的频率为而ω＝2πf；幅频特性最大的频率值为一次主频率ω₁，其次的为二次主频频率ω₂，以此类推可得m次主频ω_m；步骤7.根据各次主频计算故障距离；根据公式代入各次主频频率，即可计算出故障距离。