[发明专利]基于波形估计的带并联电抗器输电线路故障性质判别方法

摘要

本发明涉及一种基于波形估计的带并联电抗器输电线路故障性质判别方法。现有的故障性质判据应用范围各异，受影响的因素较多。本发明首先采样健全相单侧线路端电压和电流以及并联电抗器中的电流量。其次以瞬时性故障恢复电压阶段等效模型为参考模型，计算故障相端电压。然后利用时域波形估计的方法得到故障相端电压计算值与实际值的相似度。最后利用相似度计算得到的目标比例系数与整定值连续比较来判断故障性质。本发明故障性质判别受影响因素少、灵敏度高。

主权项

1. 基于波形估计的带并联电抗器输电线路故障性质判别方法，在输电线路发生单相接地故障使得故障相线路两侧断路器跳闸后，执行以下步骤：步骤(1)：采样获得健全相线路一侧的电压量和电流量以及并联电抗器中的电流量；设健全相线路一侧的电压量和电流量为：、和，并联电抗器中的电流量为：；步骤(2)：计算故障相线路端电压值；具体是：以瞬时性故障时恢复电压阶段等效电路模型为参考模型，根据电路原理的知识，可以得到利用已知量求解故障相端电压的微分方程：其中：，为线路的对地电容；为相间电容；为线路自电阻；R_ml为线路互电阻；L_s为线路自电感；L_ml为线路互电感；L_m为并联电抗器等效相间电感；L₀为并联电抗器等效对地电感；L_m和 L₀可以通过得到，分别为并联电抗器和中性点小电抗的电感值；在求解上述微分方程时用差分代替微分，并且进行平滑处理，得到故障相线路端电压值；步骤(3)：计算偏差量；具体是：计算故障相线路端电压实际值与计算值一周波内的偏差量绝对值总和：，其中：N为20ms中采样数据长度，i为采样起始时刻；步骤(4)： 计算波形相似度λ；为了能够准确地估计出波形之间的相似度，采用最小二乘波形估计的方法连续计算相似度的值：；步骤(5)：构造目标函数：，其中和λ分别为步骤(3)和步骤(4)中计算得到的偏差量和波形相似度；令，其中T_s为采样周期；利用U和U_z计算得到目标比例系数：；步骤(6)：将目标比例系数K与裕度整定值进行比较，输出结果为out：，此处整定值设定为0.3；若在跳闸后的设定时间内，K值能够持续小于整定值，即out出现连续时间高电平，则判定为瞬时性故障，经过一定延时后进行重合闸操作；若在设定时间内K值连续大于整定值，即out保持低电平，则判定为永久性故障，线路跳开后不重合闸。