基于模型识别的高压线路选相方法

摘要

本发明公开了一种基于模型识别的高压线路选相方法，用于振荡闭锁期间的选相元件。其特点是采用了模型识别方法：对发生接地故障，存在单相接地和两相短路接地两种模型，分别计算该两种故障模型下的距离及故障点三序电压，通过判别三序电压是否满足相应故障下的边界条件，以此确定实际故障相别。本发明的高压线路选相方法解决了以往选相元件在电力系统振荡情况下的误选相问题，具有耐高阻的能力，并且完全不受分支系数和系统运行方式的影响。

主权项

1.一种基于模型识别的高压线路选相方法，其特征在于，对发生单相接地和两相短路接地两种模型，分别计算该两种故障模型下的距离及故障点三序电压，通过判别三序电压是否满足相应故障下的边界条件，确定实际故障相别；包括以下步骤：1)设置已知量(1)实时测量保护安装处的三序电压和电流，电流以母线流向线路方向为正；(2)实时测量到的单相阻抗的电抗部分X_A、X_B、X_C，保护实时测量到的相间阻抗的电抗部分X_BC、X_CA、X_AB；(3)设线路单位长度的正序和零序阻抗分别为z₁和z₀，线路单位长度的正序和零序电抗分别为x₁和x₀；(4)、和分别为故障点对地的正、负和零序电流；2)模型识别中用到的故障点三序电压量(1)两相短路接地模型假定输电线路发生相间接地故障，则假定的相间接地故障点处三序电压分别为：${\stackrel{·}{U}}_1^{\prime }={\stackrel{·}{U}}_{M1}-{\stackrel{·}{I}}_{M1}·X_{\mathrm{ij}}·z_1/x_1,$${\stackrel{·}{U}}_2^{\prime }={\stackrel{·}{U}}_{M2}-{\stackrel{·}{I}}_{M2}·X_{\mathrm{ij}}·z_1/x_1,$${\stackrel{·}{U}}_0^{\prime }={\stackrel{·}{U}}_{M0}-{\stackrel{·}{I}}_{M0}·X_{\mathrm{ij}}·z_0/x_1$其中：X_ij表示i、j两相相间测量电抗值；(2)单相接地模型假定输电线路发生单相接地故障，则假定的单相接地故障点处三序电压分别为：${\stackrel{·}{U}}_1={\stackrel{·}{U}}_{M1}-{\stackrel{·}{I}}_{M1}·X_i·z_1/x_1,$${\stackrel{·}{U}}_2={\stackrel{·}{U}}_{M2}-{\stackrel{·}{I}}_{M2}·X_i·z_1/x_1,$${\stackrel{·}{U}}_0={\stackrel{·}{U}}_{M0}-{\stackrel{·}{I}}_{M0}·X_i·z_0/x_1$其中：X_i表示i相的测量电抗值；(3)两相相间短路的情况令X_n＝min{X_BC、X_CA、X_AB}，X_d＝mid{X_BC、X_CA、X_AB}，X_x＝max{X_BC、X_CA、X_AB}${\stackrel{·}{U}}_{1\min }={\stackrel{·}{U}}_{M1}-{\stackrel{·}{I}}_{M1}·X_n·z_1/x_1$、${\stackrel{·}{U}}_{2\min }={\stackrel{·}{U}}_{M2}-{\stackrel{·}{I}}_{M2}·X_n·z_1/x_1$、${\stackrel{·}{U}}_{0\min }={\stackrel{·}{U}}_{M0}-{\stackrel{·}{I}}_{M0}·X_n·z_0/x_1$${\stackrel{·}{U}}_{1\mathrm{mid}}={\stackrel{·}{U}}_{M1}-{\stackrel{·}{I}}_{M1}·X_d·z_1/x_1$、${\stackrel{·}{U}}_{2\mathrm{mid}}={\stackrel{·}{U}}_{M2}-{\stackrel{·}{I}}_{M2}·X_d·z_1/x_1$、${\stackrel{·}{U}}_{0\mathrm{mid}}={\stackrel{·}{U}}_{M0}-{\stackrel{·}{I}}_{M0}·X_d·z_0/x_1$${\stackrel{·}{U}}_{1\max }={\stackrel{·}{U}}_{M1}-{\stackrel{·}{I}}_{M1}·X_x·z_1/x_1$、${\stackrel{·}{U}}_{2\max }={\stackrel{·}{U}}_{M2}-{\stackrel{·}{I}}_{M2}·X_x·z_1/x_1$、${\stackrel{·}{U}}_{0\max }={\stackrel{·}{U}}_{M0}-{\stackrel{·}{I}}_{M0}·X_x·z_0/x_1$dN：min{X_BC、X_CA、X_AB}对应的两故障相；dD：mid{X_BC、X_CA、X_AB}对应的两故障相；dX：max{X_BC、X_CA、X_AB}对应的两故障相；3)分析判定(1)单相接地：单相接地有${\stackrel{·}{U}}_1+{\stackrel{·}{U}}_2+{\stackrel{·}{U}}_0=3{\stackrel{·}{I}}_{f0}·R_f,$又${\stackrel{·}{U}}_2=-{\stackrel{·}{I}}_{f2}·Z_{\Sigma 2},$${\stackrel{·}{U}}_0=-{\stackrel{·}{I}}_{f0}·Z_{\Sigma 0},$${\stackrel{·}{I}}_{f1}={\stackrel{·}{I}}_{f2}={\stackrel{·}{I}}_{f0},$得到${\stackrel{·}{U}}_1={\stackrel{·}{I}}_{f0}(Z_{\Sigma 2}+Z_{\Sigma 0}+3·R_f),$从而有这样的结论：$|({\stackrel{·}{U}}_1+{\stackrel{·}{U}}_2+{\stackrel{·}{U}}_0)/{\stackrel{·}{U}}_1|<1$和(2)两相短路接地：不论有没有经过过渡电阻，此时在故障点有${\stackrel{·}{U}}_1^{\prime }={\stackrel{·}{U}}_2^{\prime };$考虑裕度范围，从而得到这样的结论：$|(U_1^{\prime }-U_2^{\prime })/U_2^{\prime }|<0.2$和(3)两相相间短路：故障点正负序电压幅值和相位都相等；考虑裕度范围ε₁＝0.5，ε₂＝50°，从而得到这样的结论：dN：min{X_BC、X_CA、X_AB}对应的两故障相，|(U_1min-U_2min)/U_2min|<ε₁和$\left|\arg ({\stackrel{·}{U}}_{1\min }/{\stackrel{·}{U}}_{2\min })\right|<{ϵ}_2;$dD：mid{X_BC、X_CA、X_AB}对应的两故障相，|(U_1mid-U_2mid)/U_2mid|<ε₁和$\left|\arg ({\stackrel{·}{U}}_{1\mathrm{mid}}/{\stackrel{·}{U}}_{2\mathrm{mid}})\right|<{ϵ}_2;$dX：max{X_BC、X_CA、X_AB}对应的两故障相，|(U_1max-U_2max)/U_2max|<ε₁和$\left|\arg ({\stackrel{·}{U}}_{1\max }/{\stackrel{·}{U}}_{2\max })\right|<{ϵ}_2.$