监 测装置的电压与电流的互感器的同名端决定；若我们规定负荷消耗有功功率为有功电流的 正参考方向，郝么，在送规定的正参考方向条件下，从2个有源单端口网络中的任何一个端 口网络的外部可测得特性阻抗：
式中，盏彎攘曼二載變;巧.囑1賴，凌関闕置豁纖柄祭暴赞h这里，舊纖纖 障扰动期间在心点测得的电压和电流矢量，ig|为故障扰动前在心点测得的电 压和电流矢量；可见，空间矢量特性阻抗的实部为：
(5) 送里，是正序空间矢量瞬时有功功率，它等于正序扰动 电压空间矢量和正序扰动电流空间矢量的点积
I正序扰 动电压空间矢量的模长
是正序扰动电流空间矢量的模长； C脚奶是扰动电压空间矢量与扰动电流空间矢量的夹角； 由于暂降源是由对称扰动引起的，iiyfi;和iyil是正序H相对称的，式（5)中 &授彷）、j沾和巧都是标量，并且是常代数量； 式（8)分别提取各相电压和电流的负序分量：
计算监测点的负序空间矢量特性阻抗的实部：
(9) 送里上角表示负序，式（9)中
分别为皿监测点的负序电压空间矢量和负序电流 空间矢量； 若电压暂降源是不对称扰动巧日两相短路和iiii是不对称的，含有正序和 负序分量，若是两相接地短路和单相接地短路，除正序和负序外还有零序分量；不对称电压 暂降源的共同特点是山和Af、，、1;;}中有负序分量，而电网正常运行时没有负序分量，因 此得：
即不对称电压暂降负序扰动电压和电流矢量就是电压暂降期间的负序电压和电流矢 量泡里，上标表示"负序"；按照对称分量理论，W下2式提取得到监测点的电压和电 流信号的负序对称分量：
对监测点的电压和电流信号每基波周期采样N点，并且已经规定取N是3的整数倍，由I圍lllll得负序电压、电流采样值的离散表达式分别为：
由式（9)计算皿监测点的负序空间矢量特性阻抗的实部：
(9) 送里，虽然电压暂降源是由不对称扰动引起的，即鑛、知PsJpl、;鲜部IssIMf鱗:、纖是二相不对称的，但负序电压到巧矢量和负序电流到巧矢量
量H相对 称的，因此，式（9)中肖和H目III都是标量，并且是常代数量； 步骤e;依据监测点皿有源单端口网络的序空间矢量特性阻抗的实部(n)(对称 电压暂降)或批：K非对称电压暂降）的极性判断电压暂降发生源的方向；任意定义一个 参考方向，送个定义是由电压和电流互感器的同名端决定的，一般定义一次负荷消耗有功 功率为"正";当监测点心的有源单端口网络的序空间矢量特性阻抗的实部難碱（n)測称 电压暂降）或gnill(非对称电压暂降）为正时，电压暂降发生源在参考方向的相反方向， 也称上游；当监测点的有源单端口网络的序空间矢量特性阻抗的实部(n)(对称电 压暂降）或niilil(非对称电压暂降）为负时，电压暂降发生源在参考方向的相同方向，也 称下游； 依据有源单端口网络的特性，若电流由有源端口网络向外部电路流出，则有源单端口 网络发出有功功率，等值阻抗的实部为负，阻抗特性如图3中第一象限；若电流由外部 流入有源单端口网络，有源单端口网络消耗有功功率，则等值阻抗的实部1^1为正，阻抗特 性如图3中第二象限；按照本文对有功电流参考方向的"规定"；电阻消耗有功功率为有功 电流的正参考方向；因此，在皿监测点监测到的计算值等于从电压暂降扰动源点向监 测点mi观察，皿'点等效端口网络的内部电阻值，符号决定于点的参考方向，当参考方向 是从端口网络向外时，符号为"负"，如图2左侧ml点端口网络，故障扰动源在与监测点有功 电流参考方向的相同方向，即下游；相反，参考方向是从外部指向端口网络内部时，符号为 "正"，如图2右侧m2点端口网络，故障扰动源在与监测点有功电流参考方向的相反方向，即 下游。即：
基于有源端口网络理论，任何网架结构都可W等效为图2等效网络模型，模型参数仅 与电压暂降源扰动点在网架结构中的位置、电压暂降源监测装置的安装位置、网架结构和 电网中各个元件的参数有关，因此，该方法适用于任何网架结构电网（福射式、环式、单端电 源、多端电源、复杂网格）的暂降源定位判断。
【主权项】
1.基于序空间矢量特性阻抗实部极性的电压暂降发生源的方向判断方法，其特征是该 判断方法步骤如下： 步骤a:设锁相环，电网正常运行时，即电压暂降发生前，在监测点对三相电压和电 流分别以每基波周期同步采样Λ个点得：、;对中性点有效接地电网，由式（1)计算各相对地电压的均方根值；对中性点非有效 接地电网，由式（2)计算各相对电网中性点电压的均方根值；当任何一相电压的均方根值 小于90%的额定相电压时，电压暂降扰动发生；这里分别是监测点/^测得的三相电压」的 均方根值是电网的零序电压，三相对地电压 (中性点有效接地电网)或三相对中性点电压（中性点非有效接地电网：中任 何一相小于90%的额定相电压为电压暂降； 步骤b :电压暂降发生后，向前推个采样点，取电压暂降扰动前三相电压电流采 样值并继续采样扰动期间的三相电压、电流得：，求得扰动电压和电流：这里，_为扰动电压，为扰动电流是采样点的编号，是序数，r〇, 1，…；\是基波 一个周期的采样点数，Λ要取3的倍数；腐X-正整数，后1或2,或3,是扰动期间采样点 滞后扰动前采样点的基波周期数；下标P表示电压暂降发生前(即电网正常运行时）;下标J 表示扰动期间；下标为第i个监测点，i为序数，i=l，2，…；下标<3、/7、^分别表示a、A、 c二相。2.下标顺序：相（a、A或C)-扰动前/7或期间Ol监测点a?i; 再按照的值判断是对称扰动还是不对称扰动，若是对称扰动进行步骤 c，若是不对称扰动进行步骤d ; 步骤c.:由式（5)求得正序空间矢量特性阻抗的实部：这里，是正序空间矢量瞬时有功功率，它等于正序电 压空间扰动矢量和正序电流空间扰动矢量的点积是正序扰动电压空间矢量的模长；分别为正序扰动电压空间矢量和正序扰动电 流空间矢量； 步骤d:中由式（7)和 式（8)分别提取各相电压和电流的负序分量：I 计算监测点的负序空间矢量特性阻抗的实部：这里上角表示负序，式（9)中分别为监测点的负序电压空间矢量和负序电流 空间矢量； 步骤e:依据监测点的有源单端口网络的序空间矢量特性阻抗实部(η)(对称 电压暂降)或（非对称电压暂降）的极性判断电压暂降发生源的方向；任意定义一个 参考方向，这个定义是由电压和电流互感器的同名端决定的，一般定义一次负荷消耗有功 功率为"正";当监测点/^'的有源单端口网络的序空间矢量特性阻抗实部化^ (η)(对称电 压暂降）或（非对称电压暂降）为正时，电压暂降发生源在参考方向的相反方向，也 称上游；当监测点的有源单端口网络的序空间矢量特性阻抗实部释編:（η)(对称电压暂 降）或（非对称电压暂降）为负时，电压暂降发生源在参考方向的相同方向，也称下 游。
【专利摘要】本发明公开了基于序空间矢量特性阻抗实部极性的电压暂降源的方向判断方法，首先在监测点“确定”一个有功电流参考方向，再应用线性有源单端口网络理论，通过测量有源单端口网络的序空间矢量特性阻抗的实部极性来准确判断电压暂降发生源的方向；序空间矢量特性阻抗的实部极性为正时，扰动源在监测点的上游；序空间矢量特性阻抗的实部极性为负时，扰动源在监测点的下游；本发明提出的电压暂降源方向判断方法能确定性地判断由各种电网故障引起的电压暂降的发生源，适用于任何网架结构电网、中性点有效接地和非有效接地电网，也适用于扰动源的定位。
【IPC分类】G01R31/08
【公开号】CN105182176
【申请号】CN201510411480
【发明人】唐轶, 时昀, 陈奎, 刘昊, 倪冰
【申请人】中国矿业大学, 江苏省电力公司盱眙县供电公司, 国家电网公司
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年7月15日