[发明专利]基于电流分解和无功检测的谐振接地系统故障选线方法

摘要

本发明涉及一种基于电流分解和无功检测的谐振接地系统故障选线方法，属电力系统保护技术领域。本方法将采集到的零序电压和零序电流通过一个50Hz的数字陷波器，得到零序电压、及不包含工频量的电流的暂态分量；然后将暂态零序电流对零序电压进行正交分解，得到线路的暂态无功功率；再根据所有健全线路暂态无功功率之和与故障线路暂态无功功率之差后获得最小值的原理，构造故障选线的自适应方法。本发明的方法具有能克服负荷、系统不平衡电流、电弧、噪声干扰的影响，而且在短线故障时，该方法可以克服健全长线电容电流的影响，毋需整定，不涉及极性和方向的判断，具有自适应性。大量的数字仿真结果表明，该方法有较好的效果。

主权项

1.一种基于电流分解和无功检测的谐振接地系统故障选线方法，其特征在于本方法将采集到的零序电压和零序电流通过一个50Hz的数字陷波器，得到零序电压、及不包含工频量的电流的暂态分量；然后将暂态零序电流对零序电压进行正交分解，得到线路的暂态无功功率；再根据所有健全线路暂态无功功率之和与故障线路暂态无功功率之差后获得最小值的原理，构造故障选线的自适应方法；本方法实现步骤如下：(1)启动故障选线装置：分别使用母线零序电压瞬时值un(t)大于Ku1Un、母线零序电压突变量大于Ku2Un、在两个周波内母线零序电压工频量变化大于Ku3Un的三种算法完成故障选线装置的启动，三种算法中Ku1取值为0.35、Ku2取值为0.1、Ku3取值为0.1，Un表示母线额定电压；故障选线装置启动后，立即记录下故障前2个周波和故障后5个周波的各出线及母线零序电流和母线零序电压；(2)对记录下的母线零序电压，利用突变量检测原理确定出单相接地故障发生时刻tf；(3)计算各线路零序电流的暂态分量：使用可以滤除衰减直流分量的改进傅氏算法计算故障后第3个周波零序电流的基波分量i0b(t)，故障后的零序电流减去i0b(t)就得到零序电流的暂态分量，它包含高频暂态分量和衰减直流分量；(3)使用式$Q=\frac{1}{\mathrm{\omega T}}{\int }_0^{\mathrm{\omega T}}\mathrm{qd\omega t}=\frac{1}{\mathrm{\omega T}}{\int }_0^{\mathrm{\omega T}}{i}_{q}u\left(\mathrm{\omega t}\right)\mathrm{d\omega t}$ 计算出各线路零序故障电流形成的无功功率Q的大小；(4)选出这些无功功率Q前三个最大的，并按大小顺序排列为Qj、Qk、Qm，根据式|Qj|＞Kq(|Qk|+|Qm|)进行故障判别，式中Kq取值10；若满足该式，则线路j为故障线路；不满足该式则进一步计算Qj是否大于Qk、Qm的和，如果不是，则说明线路Lj、Lk、Lm上的无功功率相差不大，则为母线故障，如果是，则转为对故障出线的判别；(5)利用式${\mathrm{\Delta Q}}_i=\left|\underset{j\ne i}{\overset{n}{\underset{j=1}{\Sigma }}}\right|Q_j|-|Q_i||,i=\mathrm{1,2},...,n,$ 计算各线路的ΔQi，利用ΔQf＝min{ΔQi}，i＝1，2，…，n，选出最小值所在的线路即为故障线路。