[发明专利]带并联电抗的输电线路瞬时永久性故障判别方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种带并联电抗的输电线路瞬时永久性故障判别方法，属于电力系统自动化技术领域。

背景技术

高电压等级的输电线路为了提高供电可靠性均采用自动重合装置，若重合于永久性故障将对系统造成很大的冲击，严重影响供电的可靠性和用电设备的安全性。若能在合闸前判别出故障性质(瞬时故障或者永久性故障)，根据故障性性质实现重合闸就能避免合于永久性故障。

国内早在上世纪八十年代开始就有学者专家开始研究故障性质的判别，主要方法分为三类。(1)电压判据，该方法主要利用故障相发生瞬时故障时存在电容耦合电压，而永久性故障时则不存在该电压，两种情况电压幅值差异较大的特性来区分的。它的主要问题在于灵敏度低，耐过渡电阻能力较差，实用线路长度有限制，且受运行方式的影响。(2)基于断开相谐波信号分析判别瞬时性故障和永久性故障的方法，该方法利用了电弧的数学模型，实现起来比较困难。(3)人工神经网络(ANN)技术，用ANN技术判别瞬时性故障和永久性故障计算精度高，但由于训练神经网络计算量大，实现复杂，难以满足保护快速性要求。如申请号为200810017574.4的发明公开了一种带并联电抗器输电线路的单相自适应重合闸技术，公开了一种带并联电抗器的输电线路永久性故障判别方法。该方法采用了参数识别原理，在建立瞬时性故障消失后的网络方程基础之上，构建以线路并联电抗器和中性点小电抗器电感参数为待求参数的识别方程，利用本侧健全相电压、健全相电流、并联电抗器电流和中性点小电抗器电流实现电感参数的求解，根据最小二乘参数估计冗余算法求解电感参数，利用求解的电感参数与真实电感参数的比较来区别线路的瞬时性故障和永久性故障。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种全新的带并联电抗的输电线路瞬时永久性故障判别方法，可准确识别瞬时性故障和永久性故障，给重合闸提供有力依据，可以使系统避免重合于永久故障，保证系统安全可靠运行。

为解决上述问题，本发明是通过以下的技术方案来实现的：

一种带并联电抗的输电线路瞬时永久性故障判别方法，包括以下步骤：

1)差分电压计算：对跳开相的恢复电压采样值进行20ms或者其整数倍为间隔的差分计算；

2)差分电压累计平均：对经过差分的电压取至少两个周波的累计平均；

3)故障性质判别：若累计平均的差分电压高于电压门槛，则判定为瞬时性故障，否则为永久性故障。

本发明的原理为：根据带并抗的高压输电线路发生瞬时性故障恢复电压的拍频特性提出。在带并联补偿电抗器的输电线路发生瞬时性故障断开相电压会产生拍频现象，一般来说拍频的频率均低于工频。发生永久性故障以后，断开相端电压仅有电磁耦合电压，由故障点位置决定。电磁耦合电压为工频分量，幅值相对瞬时性故障的拍频电压要小的多。据此提出利用恢复电压拍拼特性，将恢复电压取20ms(或者20ms的整数倍)时间为间隔的差分，根据差分电压的幅值大小来判别故障性质，瞬时性故障差分后的电压幅值仍比较高，而永久性故障经差分后电压接近为零。经离线仿真和动模实验验证了该方法的有效性和适用性。

本发明所达到的有益效果是：本发明的带并联电抗的输电线路瞬时永久性故障判别方法可有效识别瞬时和永久性故障，并且该方法不受线路长度的影响，适用于一端有并抗、两端均有并抗和线路中间有并抗的各种情况。

具体实施方式

下面对本发明的具体实现步骤做进一步的说明。

故障相跳开后开始计算跳开相恢复电压的差分平均值U，假设故障后故障相恢复电压为采样值为u(m)。

(1)差分电压的求取

u_cf(m)＝u(m)-u(m-k·sampl)      (1)

其中：sampl为每周波采样点数；k＝1，2，3…。

(2)差分电压累计平均