小电流接地系统故障选线的测后模拟方法

摘要

本发明涉及小电流接地系统故障选线的测后模拟方法，属电力系统继电保护技术领域。本方法为：当母线零序电压瞬时值越限时，故障选线装置立即启动并录波；采用数字滤波算法获取母线零序电压和各馈线零序电流的暂态纯故障分量；根据小电流接地系统发生单相接地故障时的母线零序电压实测值的暂态纯故障分量和馈线零序分布电容参数，在依次假设各馈线为健全馈线的前提下，运用测后模拟定量地求解各馈线的零序电流波形；对各馈线零序电流的实测波形和由测后模拟方法所求解的波形的暂态纯故障分量在一定数据窗下进行相关度分析，计算二者的相关系数，籍此形成选线判据1、2，并依据判据对系统故障进行选线。原理分析和仿真表明，该方法选线准确、可靠。

主权项

小电流接地系统故障选线的测后模拟方法，其特征在于依据小电流接地系统发生单相接地故障时的母线零序电压实测值和馈线零序分布电容参数，在依次假设各馈线为健全馈线的前提下，运用测后模拟方法定量地求解各馈线的零序电流波形，比较各馈线零序电流的实测波形和由测后模拟方法所求解的波形会发现：健全馈线零序电流的实测波形和由测后模拟方法所求解的模拟波形相吻合；而故障馈线零序电流的模拟波形是在假设其正常工作的条件下获取的，实测波形和模拟波形差异较大，对各馈线零序电流的实测波形和由测后模拟方法所求解的波形在一定数据窗下进行相关度分析，籍此形成选线判据，实现选线；完成上述方法的具体步骤如下：(1)当母线零序电压瞬时值un(t)大于KuUn，故障选线装置立即启动，记录下故障前2个周波和故障后10个周波的各馈线零序电流和母线零序电压，其中Ku取值为0.15，Un表示母线额定电压；(2)用各馈线零序电流和母线零序电压故障后1个周波的数据对应减去故障前1个周波的数据，再对应减去故障后稳定周波的数据，消除系统不对称分量及稳态工频分量，以获取各馈线零序电流和母线零序电压的暂态纯故障分量；(3)在依次假设各馈线为健全馈线的前提下，将母线零序电压实测值的暂态纯故障分量作为激励电压源，根据各馈线零序分布电容参数，用测后模拟方法定量的求解各馈线零序电流的暂态纯故障分量；各馈线零序电流和母线零序电压的关系为 i 0 jp = C 0 j du 0 p dt , j = 1,2 , · · · , n - - - ( 4 ) 式中，各馈线零序电流和母线零序电压的实测波形记为i0jp、u0p，C0j为第j条馈线的零序分布电容；(4)利用健全馈线零序电流的实测波形和由测后模拟方法所求解的波形相吻合；而故障馈线零序电流的实测波形和模拟波形差异较大的特征，对各馈线零序电流的实测波形和由测后模拟方法所求解的模拟波形在一定数据窗下进行相关度分析，计算各馈线零序电流的实测波形和模拟波形的暂态纯故障分量的相关系数ρj； ρ = Σ n = 0 N - 1 x ( n ) y ( n ) [ Σ n = 0 N - 1 x ( n ) 2 Σ n = 0 N - 1 y ( n ) 2 ] - 1 / 2 - - - ( 8 ) 式中ρ为相关系数，x(n)和y(n)是两个能量有限的信号的离散化，N为采样点数；n为小电流接地系统的线路总数；(5)比较各馈线零序电流的实测波形和由测后模拟方法所求解的波形的暂态纯故障分量的相关系数ρj，形成选线判据：ρj＞ρset，j＝1，2，…，n，对于所有的j恒成立，则判定母线故障；ρj＜ρset，j＝1，2，…，n，j对应的馈线为故障馈线，ρset取0.2。