[发明专利]一种基于贝杰龙模型的交流输电线路故障选相的测后模拟方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于贝杰龙模型的交流输电线路故障选相的测后模拟方法，属于电力系统继电保护技术领域。

背景技术

自动重合闸技术是保证电力系统安全稳定运行的一种有效措施。统计表明，在超、特高压输电线路故障中，超过70%的故障是单相接地故障，而单相故障中80%为瞬时性故障，因此，我国超、特高压系统中广泛采用单相重合闸。由于选相跳闸的需要，选相元件成为高压保护装置中的重要元件。常规选相方法主要有突变量选相、电流差动选相、行波选相。突变量选相动作迅速，但系统振荡时突变量选取困难；电流差动选相可靠灵敏，但运用到长线时，受分布电容电流影响很大；行波选相由于行波信号的不易捕捉性和不可重复性，限制了行波选相的可靠性。由于基于模型的时域故障选相原理具有从暂态到稳态的故障全过程数据都适用、无需经过时频域的转换、直接用采样点就可以进行保护算法，且所需数据窗极短等优点，因而成为今后的一个发展趋势。

为了可靠地实施重合闸，需要快速可靠的识别单相故障和多相故障，当交流输电线路发生故障时，在短时窗内，分别实测输电线路首端M点和末端N点处的线模电压u_Mαβγ、u_Nαβγ和电流i_Mαβγ、i_Nαβγ，然后通过分析贝杰龙方程，得到沿线电流分布规律模型，并根据该模型用首端电压u_Mαβγ、电流i_Mαβγ模拟计算输电线路末端的电流                                                ，再将模拟电流与实测电流的波形相比较，计算出模拟电流与实测电流波形的相关系数r_αβγ，若某个模量对应两相均为非故障相时，实测电流波形和模拟电流波形正相关，而某个模量对应两相中至少有一相为故障相时，实测电流波形和模拟电流波形差异较大，且表现为负相关。藉此，提出基于贝杰龙模型的输电线路故障选相的测后模拟方法。

发明内容

本发明的目的是提出一种基于贝杰龙模型的交流输电线路故障选相的测后模拟方法，提高交流输电线路识别单相故障和多相故障的可靠性和快速性。

本发明的技术方案是：当交流输电线路发生故障时，在短时窗内，分别实测输电线路首端M点和末端N点处的线模电压u_Mαβγ、u_Nαβγ和电流i_Mαβγ、i_Nαβγ；然后通过分析贝杰龙方程得到沿线电流分布规律模型，根据该模型用首端电压u_Mαβγ和电流i_Mαβγ，模拟计算输电线路末端的电流；再将模拟电流与实测电流的波形相比较，计算出模拟电流与实测电流波形的相关系数r_αβγ；最后根据模拟电流与实测电流波形的相似程度和相关系数r_αβγ的大小，判断识别线路区内、外故障，实现交流输电线路故障选相。

本基于贝杰龙模型的交流输电线路故障选相的测后模拟方法的具体步骤是：

（1）利用如下扩展的凯伦贝尔相模变换矩阵，将三相量解耦为三个相互独立的模量，得到各电气量的α模、β模、γ模三个线模分量：

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（2）交流线路发生故障后，在短时窗内，实测输电线路首端M点和末端N点的电压u_Mα、u_Nα和电流i_Mα、i_Nα，然后根据M端电压u_Mα和电流i_Mα，按以下贝杰龙沿线电流分布规律模型，模拟计算出输电线路N端的α模电流：

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