[发明专利]基于可控串联电抗电流信息的送出线路故障性质识别方法

权利要求书

1.基于可控串联电抗电流信息的送出线路故障性质识别方法，其特征在于，包括：

步骤1：设计可控串联限流电抗并联接入断路器，可控串联限流电抗包括电抗器和可控晶闸管TCR，TCR触发角的控制回路接入线路保护装置，在线路保护启动跳断路器时，触发TCR实时检测电抗器输出的电流信号，并启动故障性质识别；

步骤2：根据线路故障模型，求解出故障点至线路保护装置处的故障阻抗和接地电阻；

步骤3：根据故障点的电弧电阻特性，对故障点进行最大限流值整定；

步骤4：基于故障阻抗和接地电阻，并结合最大限流值，计算可控限流电抗值；

步骤5：基于可控限流电抗值，计算TCR触发角，并由线路保护装置形成触发脉冲控制TCR，使得故障相输出限流信号；

步骤6：根据限流信号建立电流突变量比较判据，判别故障电弧熄灭时刻；

步骤7：基于熄弧前的故障电流与瞬时性故障下的容性电流，应用实时电流幅值比较判据，对瞬时性故障和永久性故障进行故障性质识别。

2.如权利要求1所述的基于可控串联电抗电流信息的送出线路故障性质识别方法，其特征在于：所述步骤2具体如下：

根据输电线路故障模型，建立如下所示的输电线路微分方程：

式中，v_ma(t)、i_ma(t)和i_ma0(t)分别为线路保护装置处测量的相电压、电流和零序分量电流，t表示任意时刻时间，L₁、R₁、L₀和R₀分别为线路单位长度的正序电感值、电阻值、零序电感值和电阻值，l_f为线路保护装置到故障点的线路长度，R_f为接地电阻，其中Z_L＝(R₁+2πfL₁)l_f；

基于多点采样数据，代入最小二乘算法迭代计算，求解出故障点至线路保护装置处的故障阻抗X_L和接地电阻R_f。

3.如权利要求2所述的基于可控串联电抗电流信息的送出线路故障性质识别方法，其特征在于：所述步骤3具体如下：

根据故障点的电弧电阻特性，按下式对故障点进行最大限流值整定：

V_arc＝I_LimZ_arc＜V_set

式中，最大限流值I_Lim为可控串联限流电抗接入后由电源提供给故障相的最大电流，V_set按躲过电弧过零重燃的电压条件整定，Z_arc为电弧熄灭时刻两点间的介质阻抗。

4.如权利要求3所述的基于可控串联电抗电流信息的送出线路故障性质识别方法，其特征在于：所述步骤4具体如下：

结合故障阻抗X_L和接地电阻R_f，由线路保护装置计算可控限流电抗实际值X′_Lim：

式中，U_n为系统额定电压，k_er为考虑参数预测误差系数；

其中，故障熄弧后的线路电流I_ma≤I_Lim，最大限流值整定的公式作为约束条件。

5.如权利要求1所述的基于可控串联电抗电流信息的送出线路故障性质识别方法，其特征在于：所述步骤5具体如下：

TCR触发角α与可控限流电抗实际值X′_Lim的关系为：

式中，表示限流电抗值，U_n为系统额定电压，I_Lim为最大限流值；

计算出TCR触发角α，由线路保护装置形成触发脉冲控制TCR。