专利名称：基于时域模型的突变量距离保护方法
技术领域：
本发明涉及一种基于时域模型的突变量距离保护方法，属于电力系统自动化技术领域。
背景技术：
突变量距离继电器(或称工频变化量距离继电器、故障分量距离继电器)的发展与应用是近十多年来继电保护领域的重大进展。突变量距离继电器动作速度快，耐受过渡电阻能力强，方向性明确。另外，在微机保护中突变量的求取无需增加额外的硬件，实现起来也很方便，在实用中取得了良好的效果。但是，现场运行经验表明，其保护范围不够稳定， 与系统线路阻抗比有关系，当系统阻抗和线路阻抗的阻抗比增大时，突变量距离保护范围很小甚至几乎没有。更为严重的是突变量距离继电器受非周期分量影响严重，容易造成正向区外故障时保护超越动作，因此进一步研究突变量距离继电器特性，提高其安全性具有重要意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种突变量距离保护方法，可以解决突变量距离保护受非周期分量影响容易超越动作的问题。为解决上述技术问题，本发明提供一种基于时域模型的突变量距离保护方法。本发明以无损线模型为基础，提出采用行波方法计算突变量距离保护整定点电压，即补偿电压，以此计算电压的大小判别保护动作情况，其特征在于包括以下步骤1)模电流、电压的计算将保护采样得到的三相电流和电压进行相模变换，得到各模域下的电流ix和电压ux，χ = 0，α，β分别代表各模分量；2)模域下补偿电压计算根据均勻无损线路模型立沿线电压模分量计算方程，利用步骤1)中得到的线路各模电流、模电压计算整定点处补偿电压各模分量；3)相模反变换对步骤2、中计算得到的补偿电压模分量进行相模反变换，得到各相的补偿电压值；4)动作判据将步骤步骤3)计算得到的各相补偿电压与突变量距离元件动作门槛相比较来判别各回路突变量继电器是否应该动作。本发明所达到的有益效果是1)本发明的技术方案中，计算补偿电压是以时域模型为基础建立的电压方程，各类谐波分量及非周期分量均适用，因此从理论上解决了突变量距离保护受非周期分量影响容易超越动作的问题；2)本发明的方案中突变量距离保护门槛的可靠系数相对传统方案可以适当放低， 区内故障保护具有更高的灵敏度，区外故障有更高的安全性。
具体实施方式
1、模电流、电压的计算保护启动后对采样的三相电流、电压
方法将各相电流、电压变换到各模域下的电流ix和电压ux，χ = 0，α, β分别代表各模分量。相模变换可采用凯伦布尔变换，具体变换方法如下
其中i° (t)、iα (t)、i0 (t)为电流的模分量；u° (t)、ua(t)、u0 (t)为电压的模分量 '(t)、ic(t)为电流的A\B\C三相分量，t为时间变量； 其相模变换矩阵为
2、补偿电压计算
将各模电流、电压分别代入式⑶以计算出补偿电压各模分量<_，其中X = 0，α，
其中τχ为对应的模量行波从保护安装出传播到突变量距离整定范围末端所需要的时间；Zx为该模分量对应的波阻抗。3、相模反变换对步骤2中计算所得的补偿电压的模分量进行相模反变换，得到故障后补偿电压的各个相分量的采样值。
(4)
llIom^)
1LM)=S"ΙΛΟ
其相模反变换矩阵为 S
1 1 1 1 -2 1 1 1 -2
(5)对三相补偿电压<_进行复试变换，得到其向量值0·。4、动作判据突变量距离保护动作判据为(6)式(6)左边即为补偿电压的变化量。为利用故障前数据，同样根据之前的步骤计算出故障前的补偿电压；k为可靠系数，一般可取为1. 05 1. 1左右；Un为额定电压， 为 57. 7V。当式(6)满足时突变量量距离保护便动作出口，跳开相应故障相。对于相间回路
5阻抗继电器基本类似，此处不再赘述。 以上已以较佳实施例公布了本发明，然其并非用以限制本发明，凡采取等同替换或等效变换的方案所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内容。
权利要求
1.一种基于时域模型的突变量距离保护方法，其特征在于，包括以下步骤1)模电流、电压的计算将保护采样得到的三相电流和电压进行相模变换，得到各模域下的电流ix和电压ux，χ = 0，α，β分别代表各模分量；2)模域下补偿电压计算根据均勻无损线路模型建立沿线电压模分量计算方程，利用步骤1)中得到的线路各模电流、模电压计算整定点处补偿电压各模分量；3)相模反变换对步骤幻中计算得到的补偿电压模分量进行相模反变换，得到各相的补偿电压值；4)动作判据将步骤3)计算得到的各相补偿电压与突变量距离元件动作门槛相比较来判别各回路突变量继电器是否应该动作。
2.根据权利要求1所述的基于时域模型的突变量距离保护方法，其特征在于在所述步骤1)中，相模变换采用凯伦布尔变换，具体变换方法如下
3.根据权利要求1所述的基于时域模型的突变量距离保护方法，其特征在于在所述步骤2)中，将各模电流、电压分别代入式(3)以计算出补偿电压各模分量〃！ ，其中χ = 0，
4.根据权利要求1所述的基于时域模型的突变量距离保护方法，其特征在于在所述步骤幻中，故障后补偿电压的各个相分量的采样值为
5.根据权利要求1所述的基于时域模型的突变量距离保护方法，其特征在于在所述步骤4)中，突变量距离保护动作判据为I"— - I > ( 6 )式(6)左边即为补偿电压的变化量，&_]为利用故障前数据计算得到的故障前的补偿电压；k为可靠系数，取为1. 05 1. 1 ;Un为额定电压。
全文摘要
本发明公开了一种基于时域模型的突变量距离保护方法，包括以下步骤1)模电流、电压计算对保护采用数据进行相模变换，得到模域下的电流、电压ix和ux；2)补偿电压模分量计算根据均匀无损线路模型建立沿线电压模分量计算方程，利用步骤1)中得到的线路各模电流、模电压计算整定点处电压各模分量；3)相模反变换对步骤2)中计算得到的补偿电压模分量进行相模反变换，得到补偿电压的相分量；4)动作判据将通过步骤3)计算得到的各相补偿电压的突变量与突变量距离元件动作门槛相比较来判别各回路突变量继电器是否应该动作。本发明可有效解决非周期分量对于突变量距离保护的影响，保证其安全性的前提下有足够的灵敏度。
文档编号H02H7/26GK102361320SQ20111033022
公开日2012年2月22日 申请日期2011年10月26日 优先权日2011年10月26日
发明者钱国明, 陈福锋 申请人:国电南京自动化股份有限公司