[发明专利]基于高频暂态量的距离保护故障阻抗计算方法及系统

说明书

本申请提出了基于高频暂态量的距离保护故障阻抗计算方法及系统，包括：采集电缆数据，所述电缆数据包括距离保护安装处的电流、电压中的高频谐波、电缆数据中的线路单位电阻和电感；根据电缆数据中的距离保护安装处的电流、电压中的高频谐波，计算故障点到保护安装处的距离百分比；基于得到的距离百分比，结合电缆数据中的线路单位电阻和电感，计算距离保护的真实故障阻抗。通过提取故障后电压、电流中的高频谐波分量，使得不受过渡电阻和故障位置的影响，计算误差均优于传统方案；谐波分量越丰富，计算结果越接近于实际值；提取高频谐波所需采样窗长短，有助于提升距离保护的动作时间，具备良好的工程实用价值。

技术领域

本发明属于电力领域，尤其涉及基于高频暂态量的距离保护故障阻抗计算方法及系统。

背景技术

按照国标要求，在高压及以上电力系统中线路保护装置必须配置阶段式距离保护和快速距离保护功能，以作为差动保护(纵联保护)的有效补充。然而，单相接地时过渡电阻的存在，导致测量阻抗无法真实反映故障位置，严重影响着距离保护的动作性能。

发明内容

为了解决现有技术中存在的缺点和不足，本发明提出了基于高频暂态量的距离保护故障阻抗计算方法及系统，借助提取故障后电压、电流中的高频谐波分量，解决过渡电阻引起的距离保护误动或拒动问题。

具体的，一方面，本申请实施例提出了基于高频暂态量的距离保护故障阻抗计算方法，包括：

步骤1：采集电缆数据，所述电缆数据包括距离保护安装处的电流、电压中的高频谐波、电缆数据中的线路单位电阻和电感；

步骤2：根据电缆数据中的距离保护安装处的电流、电压中的高频谐波，计算故障点到保护安装处的距离百分比；

步骤3：基于得到的距离百分比，结合电缆数据中的线路单位电阻和电感，计算距离保护的真实故障阻抗。

可选的，所述根据电缆数据中的距离保护安装处的电流、电压中的高频谐波，计算故障点到保护安装处的距离百分比，包括：

由于Z_m由代表保护安装处到故障点的线路阻抗的真实故障阻抗αdZ_l和附加阻抗ΔZ两部分构成，因此确定如公式一所示的距离测量阻抗表达式

式中，Z_l表示线路单位阻抗；表示故障点电压；表示保护安装处测量电流；ΔZ表示故障附加阻抗，线路全长为d，故障点F到母线M侧的距离百分比为α

当发生单相接地故障时，确定如公式二所示的保护安装处电压与电流间存在关系

式中，表示保护安装处测量电压，R_m、L_m分别表示M侧系统等值电阻与等值电抗，R_n、L_n分别表示N侧系统等值电阻与等值电抗，R_l、L_l分别表示线路单位电阻与电抗，R_F表示过渡电阻，为母线M侧的序电流，为故障点序电流；

将公式二所示的保护安装处测量电压分解，得到如公式三所示的虚实部表达式

式中，Re表示取实部；Im表示取虚部；

消除电流分配系数C_mi与过渡电阻R_F，求得如公式四所示的距离百分比α

式中，为保护安装处的电压，为保护安装处的电流，为保护安装处的序电流，d为线路长度，R_l为线路单位电阻，L_l为线路单位电抗，Re表示取实部；Im表示取虚部。