专利名称：一种基于电流突变量的故障选相方法
技术领域：
本发明属于电力系统的技术领域，更具体地说，是涉及利用电流突变量构造故障相别选择系数，进而实现故障类型与故障相别选择的一种基于电流突变量的故障选相方法。
背景技术：
高压输电线路的继电保护装置基本以电流差动保护和距离保护作为双重主保护， 以三段式距离保护作为后备保护并加装自动重合闸装置。距离保护元件和自动重合闸装置的正确动作均以正确选相为前提，错误的选相结果将导致距离保护误动作以及自动重合闸装置误合闸，并极有可能对电力系统的安全稳定运行构成严重威胁。目前，高压线路的故障选相主要采用稳态量选相与突变量选相两者相结合的方式。稳态量选相主要包括电流选相、电压选相、阻抗选相以及序分量选相。其中，电流选相的灵敏度在单相经高阻接地，弱电源侧，以及运行方式发生较大变化等情况下可能存在不足。 与电流选相相比，电压选相在弱电源侧具有较高的灵敏度，但在强电源侧灵敏度偏低。阻抗选相受系统运行方式影响小，但在单相经高阻接地情况下灵敏度不足。序分量选相在单相接地故障中不受过渡电阻的影响，但在弱电源侧同样存在灵敏度不足的问题。此外，由于三相故障理论上不存在负序和零序分量，因此序分量选相在识别三相故障方面还需要进一步研究。突变量选相主要包括相电流差突变量选相、相电压差突变量选相，以及电流电压综合突变量选相。其中，相电流差突变量选相具有速动性好，不反应负荷分量，受过渡电阻影响小等优点，同时也存在弱电源侧选相灵敏度不足的问题。电压差突变量选相在弱电源侧具有较高灵敏度，但在强电源侧灵敏度不足。电流电压综合突变量选相主要有复合电压电流突变量选相和广义阻抗突变量选相两种方法。其中，复合电压电流突变量选相综合了电流突变量和电压突变量选相的优点，已具备了一定的自适应性。广义阻抗突变量选相在强弱电源侧均具有较高的灵敏度，且能较好地识别单相故障和两相故障，但在三相故障选相方面稍显不足。本发明采用电流突变量构造新型故障选相元件。首先根据保护安装处各相故障电流与其余两相故障差流之间的比例关系，构造故障相别选择系数。然后，通过分析该系数在各种故障情况下呈现的不同特征，实现故障选相。仿真结果表明，该方法能在故障发生后的一个周波内准确识别故障相，对各种类型故障均具有较高的灵敏度，且不受故障位置、过渡电阻以及负荷电流的影响，具有较高的可靠性。即使在发展性故障等特殊故障情况下，该方法仍然具有较好的选择性。同时，该方法对弱电源侧故障选相具有足够的灵敏度。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于电流突变量的故障选相方法，主要解决的技术问题是仅利用保护装置处所测量的各相故障电流信息，实现同时识别所有故障类型并且满足弱电源侧故障选相灵敏度要求的电力系统故障选相的目的。—种基于电流突变量的故障选相方法，其特征在于，利用在高压线路的保护装置处所测量的一相故障电流与其余两相故障电流差之间的比例关系，构造故障相别选择系数，然后，通过分析该系数在各种故障情况下呈现的不同特征，实现电力系统故障选相；具体过程包括步骤I. I构建原始系统数据文件，采集高压线路的保护装置处各相故障电流；步骤I. 2利用各相故障电流获取各相电流突变量及任意两相故障电流差值；步骤I. 3根据各相电流突变量与其余两相故障电流差之间的比例关系，定义故障相别选择系数；步骤I. 4通过分析该系数在各种故障情况下呈现的不同特征，实现故障选相。所述故障相别选择系数为所述步骤I. 2是根据保护装置处各相故障电流与其余两相故障电流差值之间的比例关系，定义故障相别选择系数
权利要求
1.一种基于电流突变量的故障选相方法，其特征在于，利用在高压线路的保护装置处所测量的一相故障电流与其余两相故障电流差之间的比例关系，构造故障相别选择系数， 然后，通过分析该系数在各种故障情况下呈现的不同特征，实现电力系统故障选相；具体过程包括步骤I. I构建原始系统数据文件，采集高压线路的保护装置处各相故障电流；步骤I. 2利用各相故障电流获取各相电流突变量及任意两相故障电流差值；步骤I. 3根据各相电流突变量与其余两相故障电流差之间的比例关系，定义故障相别选择系数；步骤I. 4通过分析该系数在各种故障情况下呈现的不同特征，实现故障选相。
2.根据权利要求I所述基于电流突变量的故障选相方法，其特征在于，所述故障相别选择系数是根据保护装置处各相故障电流与其余两相故障电流差之间的比例关系，定义故障相别选择系数，如式(I)所示，
3.根据权利要求I或2所述基于电流突变量的故障选相方法，其特征在于，根据故障相别选择系数在各种故障情况下呈现的不同特征，判别故障相别，包括当系统正常运行时，保护装置处电流突变量几乎为0 旦发生故障，电流突变量急剧增大；选取启动门槛值istart = 15A，当各相电流突变量的最大值大于启动门槛值时开始选相。.1)当故障相别选择系数有一相数值超过门槛值h，且其余两相数值之差与这两相较小值之比的绝对值小于门槛值￡2时，按判别式(2)判断此故障为单相接地故障，且故障相别为选择系数最大相。
全文摘要
本发明公开了属于电力系统故障判别技术领域，涉及利用电流突变量构造故障相别选择系数，进而实现故障类型与故障相别选择的一种基于电流突变量的故障选相方法，利用在高压线路的保护装置处所测量的一相故障电流与其余两相故障电流差值之间的比例关系，构造故障相别选择系数，然后，通过分析该系数在各种故障情况下呈现的不同特征，实现电力系统故障选相；该方法能在故障发生后的一个周波内准确识别故障相，对各种类型故障均具有较高的灵敏度，且不受故障位置、过渡电阻以及负荷电流的影响，可靠性较高、选择性较好，同时，对弱电源侧故障选相具有足够的灵敏度。
文档编号G01R31/08GK102608495SQ201210054180
公开日2012年7月25日 申请日期2012年3月2日 优先权日2012年3月2日
发明者王增平, 王希, 马静 申请人:华北电力大学