专利名称：一种基于集中参数t模型的同杆双回输电线路区内外故障测后模拟识别方法
技术领域：
本发明涉及一种基于集中参数T模型的同杆双回输电线路区内外故障测后模拟识别方法，属于电力系统继电保护技术领域。
背景技术：
目前，同杆双回线路中广泛采用的保护有基于工频量和基于行波波头的区内外保护，但基于工频量的区内外保护为了得到所需的工频分量，还需要滤波算法，这自然需要很长的数据窗；基于行波波头的区内外保护行波信号的不易捕捉性和不可重复性限制了行波保护的可靠性。由于基于模型的时域保护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，将成为未来的一个发展趋势。通过对同杆双回输电线路(集中参数T模型)区内外同向量^模网络的分析发现当同杆双回输电线路发生区外故障时，在短数据窗内，线路两侧同向量〃模电压电流量满足根据基尔霍夫电流定理列出的方程
+;当发生区内故障时，同向量α模电压电流不满足方
at I at I at
程。藉此，提出着眼于电流响应求解的区内外故障识别的测后模拟时域方法。
发明内容
本发明的目的是提出一种基于集中参数T模型的同杆双回输电线路区内外故障测后模拟识别方法，通过实测线路首、末端的同向量a模电压和电流，分析交流输电线路 (集中参数T模型)区内外同向量α模网络特性，计算末端模拟电流波形与实测电流波形的相关系数，实现对同杆双回输电线路区内外故障的快速、可靠的判断识别。本发明的技术方案是当同杆双回输电线路发生故障时，在短时窗内，实测输电线路首、末两端M和N点的同向量α模电压~ ~和电流4 ，然后分析同杆双回输电线路 (集中参数T模型)区内外同向量a模量网络特性，利用集中参数T模型的基尔霍夫电流定
理列出方程匕=+模拟计算线路末端N侧电流^ ,再计算出
末端N侧模拟电流4波形与实测电流iN波形的相关系数r，根据相关系数r识别同杆双回交流输电线路区内外故障。本基于集中参数T模型的同杆双回输电线路区内外故障测后模拟识别方法的具体步骤是
(O同杆双回输电线路发生故障后，在短时窗内，实测同杆双回输电线路两端M和N点的同向量a模电压和电流然后根据实测得到的首端M侧同向量a模电压&、 电流，以及同向量a模电阻值TP1、电感值^、电容值C；，利用集中参数T模型的基尔霍电流定理列出方程4 = L，模拟计算出线路末端N侧电流
at I at I at￡
(2)根据如下相关系数公式，计算线路末端N侧模拟电流w波形与实测电流i#波形的相关系数r
A-I
Zi (柳)
V — 是"B
ρΓ- AM.
JZi3WZpW
y μ μ
式中，Ar1为测量数据窗长度泌表示第1，2，3……％个采样点;r的取值区间为[_1，+1]， +1表不两个信号100%正相关，-I表不两个信号100%负相关；
(3)根据计算出的相关系数r，判断识别同杆双回输电线路的区内外故障Z SG时，为区内故障；时，为区外故障。本发明中，测量同杆双回输电线路两端电压电流时，短时窗的长度(数据采样时间长度)为2ms，采样频率为20kHz。本发明的原理是
I、同杆双回输电线路区内外故障特征的短窗描述
(I)同杆双回交流输电线路区外故障
同杆双回输电线路经相模变换后得到的同向量α模网如图2所示。当发生线路区外故障时，根据基尔霍夫电流定理，可将量测端Μ、N的电压电流同向量α模量的关系分别可表示为
it, = - cI- **’
dx
式中，W1为同向量模电阻值，Z1为同向量模电感值，Cr1为同向量模电容值。观察上述方程式，在采样频率为20kHz、时窗长度为2ms的短时窗内，可将上述方程式改写为
dt 2 τ 1 di I] 1 df 同杆双回输电线路发生区外故障时，运用线路两侧的实测电流iM、iN，由基尔霍夫电流定理列出的方程模拟计算出N侧电流匕，该模拟所得的电流波形与实测电流波形相正相关。(2)同杆双回交流输电线路区内故障
当线路发生区内故障时，由于N端对故障点的助增的影响，用M端电气量计算故障点到 N端的电流分布是虚假的，即N侧用~、冬模拟计算的电流
权利要求
1.一种基于集中参数T模型的同杆双回输电线路区内外故障测后模拟识别方法，其特征在于当同杆双回输电线路发生故障时，在短时窗内，实测输电线路首、末两端M和N点的同向量O·模电压uM、uN和电流i 、;然后分析同杆双回输电线路区内外同向量a模网络的特性，利用集中参数T模型的基尔霍夫电流定理列出方程
2.根据权利要求I所述的基于集中参数T模型的同杆双回输电线路区内外故障测后模拟识别方法，其特征在于测后模拟方法的具体步骤是(O同杆双回输电线路发生故障后，在短时窗内，实测线路首、末两端M点和N点的同向量α模电压和电流“然后根据实测得到的首端M侧同向量α模电压和电流 ，以及同向量α模电阻值Μ、电感值&、电容值C；，利用集中参数T模型的基尔霍夫电流定理列出方程 ,模拟计算线路末端N侧电压 ；
3.根据权利要求I和2所述的基于集中参数T模型的同杆双回输电线路区内外故障测后模拟识别方法，其特征在于测量同杆双回输电线路两端电压电流时，短时窗的长度为 2ms，采样频率为20kHz。
全文摘要
本发明涉及一种基于集中参数T模型的同杆双回输电线路区内外故障测后模拟识别方法，属于电力系统继电保护技术领域。当同杆双回输电线路发生故障时，在短时窗内，实测输电线路首、末两端M和N点的同向量α模电压uM、uN和电流iM、iN；然后分析同杆双回输电线路区内外同向量α模网络的特性，利用集中参数T模型的基尔霍夫电流定理列出方程，通过方程模拟计算输电线路末端N侧的电流；再计算末端N侧模拟电流波形与实测电流波形的相关系数r，根据相关系数r识别同杆双回输电线路区内外故障。本发明利用测后模拟的时域算法进行区内外故障识别，具有可快速准确识别线路区内外故障、不受过渡电阻影响、灵敏度高、可靠性好等优点。
文档编号G01R31/08GK102590694SQ20121003839
公开日2012年7月18日 申请日期2012年2月21日 优先权日2012年2月21日
发明者束洪春, 梁琴琴, 董俊, 邬乾晋 申请人:昆明理工大学