[发明专利]一种输电线路单相重合闸前的永久性故障快速识别方法

摘要

本发明涉及电力系统输电线路继电保护领域，公开了一种输电线路单相重合闸前的永久性故障快速识别方法，其输电线路至少一端设置有三相并联电抗器和中性点小电抗器，具体步骤为：首先，采集三相并联电抗器的实时电流iLφ(t)，进行单相故障相别及跳闸状态确认；然后，通过预设线路瞬时性故障熄弧后断开相并联电抗器电流iLφ(t)的最小二乘拟合模型，求出断开相并联电抗器电流的低频自由振荡分量初始幅值IL和工频分量幅值I1；最后，根据永久性故障判据IL＜KkI1、Kk＝0.1～0.3，进行单相故障性质判别。

主权项

1.一种输电线路单相重合闸前的永久性故障快速识别方法，其输电线路的至少一端设置有三相并联电抗器和中性点小电抗器，其特征在于，包括以下步骤：(1)采集三相并联电抗器的实时电流i_Lφ(t)，其幅值为I_FLφ，其中φ＝A、B、C，有且仅有一相满足公式I_FLφ≤(0.70～080)I_Le时确定为单相故障及其对应故障相别，其中I_Le为三相并联电抗器的正常工作电流幅值；并且当单相故障相的实时电流幅值I_TLφ，满足公式I_TLφ≤(0.40～050)I_Le φ＝A、B、C时，判定该故障相处于跳闸断开状态，为断开相；(2)计算瞬时性故障时断开相并联电抗器电流的低频自振分量频率ω_L，ωL=LP+2LnLP(LP+3Ln)(2Cm+C0)]]>其中：L_P、L_n分别为并联电抗器及中性点小电抗器的等值电感，C_m、C₀分别为线路全长相间电容及对地电容；(3)预设线路瞬时性故障熄弧后断开相并联电抗器电流i_Lφ(t)的最小二乘拟合模型为其中，I_L为断开相并联电抗器电流的低频自由振荡分量初始幅值，I₁为工频分量幅值，λ_L为低频自由振荡分量衰减时间常数的倒数，θ_L为低频自由振荡分量初相位，θ₁为工频分量初相位，ω_L为低频自由振荡分量频率，ω₁为工频；令为1，简化最小二乘拟合模型为i_Lφ(t)＝[I_L cosθ_L sin(ω_Lt)+I_L sinθ_L cos(ω_Lt)]+[I₁ cosθ₁ sin(ω₁t)+I₁ sinθ₁ cos(ω₁t)]对于采样值i_Lφ(t₁)、i_Lφ(t₂)、…、i_Lφ(t_N)构成N个方程，可表示成以下矩阵方程形式[A]N×4[X]4×1=[B]N×1]]>其中：A=sinωLt1cosωLt1sinω1t1cosω1t1sinωLt2cosωLt2sinω1t2cosω1t2············sinωLtNcosωLtNsinω1tNcosω1tN,]]>X＝[I_L cosθ_L，I_L sinθ_L，I₁ cosθ₁，I₁ sinθ₁]^T，B＝[i_Lφ(t₁)，i_Lφ(t₂)，…，i_Lφ(t_N)]^T，A为系数矩阵，X为待求参数矩阵，包含4个待求参数；B为由断开相并联电抗器的实时电流i_Lφ(t)的采样值构成的常数矩阵；N≥4；求解待求参数矩阵X＝[I_L cosθ_L，I_L sinθ_L，I₁ cosθ₁，I₁ sinθ₁]^T；由下式IL=(ILcosθL)2+(ILsinθL)2I1=(I1cosθ1)2+(I1sinθ1)2]]>计算获取断开相并联电抗器电流的低频自由振荡分量初始幅值I_L和工频分量幅值I₁；(4)如果I_L＜K_kI₁，其中可靠系数K_k＝0.1～0.3，将断开相判为永久性故障，发出重合闸闭锁命令；否则，判为瞬时性故障，发出重合闸命令。