專利名稱：基于模型參數(shù)識(shí)別的小電流接地選線方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)繼電保護(hù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于模型參數(shù)識(shí)別的小電流接地選線方法。
背景技術(shù)：
在我國(guó)，電壓等級(jí)在3-66kV的配電網(wǎng)絡(luò)數(shù)量眾多，廣泛分布于電廠用電，二次變電站和大型廠礦的高壓供電系統(tǒng)中，為我國(guó)社會(huì)穩(wěn)定，工農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)建設(shè)等方面發(fā)揮著極其重要的作用。我國(guó)配電網(wǎng)大多采用中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地(即小電流接地)的運(yùn)行方式。在這種系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障(一般占70％以上)時(shí)，由于故障點(diǎn)的電流很小，電弧不穩(wěn)定等原因，接地選線的問(wèn)題一直沒(méi)有得到圓滿的解決。近年來(lái)，在電廠用電，二次變電站和大型廠礦的高壓供電系統(tǒng)中發(fā)生了電纜爆炸，PT燒毀，甚至燒毀母線，造成電廠機(jī)組停運(yùn)，工藝流程中斷等惡性事故，對(duì)安全生產(chǎn)影響極大。我國(guó)從1958年開(kāi)始研究此問(wèn)題，相繼提出了多種選線方法，基于不同的選線原理已經(jīng)推出了幾代產(chǎn)品，但實(shí)際應(yīng)用中的效果并不理想。(肖白，束洪春，高峰.小電流接地系統(tǒng)單相接地故障選線方法綜述繼電器，2001，29(4)16-20)目前已提出的檢測(cè)方法主要有基波零序電流方向、五次諧波電流方向、暫態(tài)電流首半波方向等。傳統(tǒng)的以基頻零序電流電壓為特征的接地選線方法，主要是依靠群體比較電流的大小和方向。由于受線路參數(shù)，過(guò)渡電阻及其消弧線圈的影響，接地故障電流變化很大，尤其是高阻接地或消弧線圈全補(bǔ)償?shù)臅r(shí)候，接地電流很小，幅值和方向的測(cè)量困難，影響保護(hù)精度，靈敏度不高?；诹阈蚣捌?次以上諧波的方法雖然不受消弧線圈的影響，但故障信號(hào)中諧波分量小，靈敏度受到很大限制。而且，這種方法都需要比較各條支路電流的大小和方向，所以很難與饋線保護(hù)合為一體，不能滿足配電自動(dòng)化的要求。單相接地時(shí)，接地電容電流的暫態(tài)分量往往比穩(wěn)態(tài)值大十幾到幾十倍，基于暫態(tài)信號(hào)的選線方法靈敏度較高且不受消弧線圈的影響，但現(xiàn)有方法大都有待完善。首半波法其極性關(guān)系成立時(shí)間極短(遠(yuǎn)小于暫態(tài)過(guò)程)，檢測(cè)可靠性不高，而且在相電壓過(guò)零時(shí)故障，首半波電流的暫態(tài)分量很小，以及過(guò)渡電阻的影響，該方法可能失效?；谛〔ㄗ儞Q的選線方法利用了故障電壓和電流瞬時(shí)過(guò)程的特征量，具備了快速性和精確性，但易受外界電磁干擾和過(guò)渡電阻的影響?；跁簯B(tài)零序電流特定分量方向比較的選線算法，雖然不受消弧線圈影響，但在故障過(guò)程(尤其是間歇電弧接地)中，故障線和健全線的方向參量的區(qū)別并不是時(shí)時(shí)存在。其他如利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)模式識(shí)別方法雖然有一定的自適應(yīng)和容錯(cuò)性，但一方面得出結(jié)果的精度依賴于提供的樣本的數(shù)量和完備性，另一方面訓(xùn)練樣本需要大量的時(shí)間，這兩點(diǎn)對(duì)一定規(guī)模的配電網(wǎng)是很難滿足的。隨著近些年來(lái)數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)暫態(tài)信號(hào)的選線方法研究大都集中在小波工具的使用上，但對(duì)基于配電線路本身電路模型特征的分析和利用上還缺乏研究。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種選線判據(jù)裕度大，檢測(cè)可靠性和靈敏度高，不受消弧線圈影響，耐過(guò)渡電阻能力強(qiáng)，不需進(jìn)行群體比較，選線各線路獨(dú)立進(jìn)行，可以和饋線保護(hù)合為一體，滿足自動(dòng)化要求，即使是間歇電弧接地造成的持續(xù)高頻振蕩過(guò)程仍然適用，保證了故障信號(hào)長(zhǎng)期的有效性，使暫態(tài)信號(hào)得以充分利用的基于模型參數(shù)識(shí)別的小電流接地選線方法。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的選線方法為1)建立模型在一個(gè)具有多條出線的中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，將線路等效成兩端接地電容量值不等的∏模型，假設(shè)線路i背側(cè)發(fā)生單相接地故障，根據(jù)此時(shí)零序電流電壓關(guān)系，得u(k)=R0i(k)-R0C1-3u(k)+4u(k+1)-u(k+2)2T+L0-3i(k)+4i(k+1)-i(k+2)2T]]>-L0C1(u(k)-2u(k+1)+u(k+2))T2+1C2T(12i(k)+Σm=1k-1i(m))-C1C2u(k)]]>其中R0，L0，C1，C2分別為該線路的零序電阻，電感和電容值，u(k)，i(k)分別為故障發(fā)生后第k個(gè)采樣點(diǎn)的零序電壓和零序電流，T為采樣間隔，同理，即可對(duì)系統(tǒng)每條線路建立模型；2)模型識(shí)別與判定模型中各電壓電流量u(k)，i(k)均為已知，未知量為四個(gè)線路參數(shù)R0，L0和C1，C2，由f(R0，L0，C1，C2)＝0的方程，連續(xù)取六個(gè)采樣點(diǎn)的數(shù)據(jù)，聯(lián)立就可得到一個(gè)非線形方程組，采用最小二乘意義下的參數(shù)估計(jì)值求解這個(gè)非線形方程組即得待求的電容值C1；得到線路電容的參數(shù)估計(jì)值C1后，即可進(jìn)行線路發(fā)生故障的模型識(shí)別，其具體選線方法為a)若線路電容參數(shù)平均值C為負(fù)，即C‾=1NΣk=1NC(k)<0]]>(1)若本線為超短線路，檢測(cè)電容C(k)＞0的個(gè)數(shù)n；設(shè)m為電容總個(gè)數(shù)，若n≥klm，kl＜0.5為可靠系數(shù)，則本線為健全線路，否則為故障線路；(2)若本線非超短線路，所發(fā)生故障肯定不符合所建立模型，可直接判本線為故障線；其中C(k)是所得的電容參數(shù)序列；b)若線路電容平均值C為正，但C值變化劇烈，則認(rèn)為所發(fā)生故障不符合所建立模型，判為本線故障，即C＞0且1mΣm=1m|C(k)-C‾||C‾|>σ]]>
c)若以上兩個(gè)條件均不滿足，則判本線為健全線路；d)當(dāng)所有線路判為健全線時(shí)，則母線為故障線路。
對(duì)小電流系統(tǒng)中每條線路均建立其背側(cè)故障下的數(shù)學(xué)模型，利用實(shí)時(shí)測(cè)得的零序電壓電流數(shù)據(jù)用最小二乘法得到模型參數(shù)，依據(jù)得到的線路對(duì)地電容判斷實(shí)際發(fā)生故障是否符合所建立的模型，進(jìn)一步識(shí)別出故障線路。


圖1為單相接地故障系統(tǒng)零序網(wǎng)絡(luò)圖；圖2為小電流接地系統(tǒng)線路背側(cè)故障零序網(wǎng)絡(luò)等效圖；圖3為∏型模型線路零序電流幅頻特性圖，其中橫坐標(biāo)為角頻率縱坐標(biāo)為幅值和相位；圖4為中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)故障線和健全線路計(jì)算電容波形對(duì)比圖，其中橫坐標(biāo)為時(shí)間，縱坐標(biāo)為計(jì)算電容值；圖5為中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)故障線路和健全線路計(jì)算電容波形對(duì)比圖，其中橫坐標(biāo)為時(shí)間，縱坐標(biāo)為計(jì)算電容值；圖6為現(xiàn)場(chǎng)錄波故障數(shù)據(jù)的零序電流電壓波形圖，其中橫坐標(biāo)為時(shí)間，縱坐標(biāo)為電流電壓量；圖7為現(xiàn)場(chǎng)錄波數(shù)據(jù)的健全線路和故障線路計(jì)算電容波形對(duì)比圖，其中橫坐標(biāo)為時(shí)間，縱坐標(biāo)為計(jì)算電容值；圖8為選線流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
1)建立模型一個(gè)具有多條出線的中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，把線路等效成∏型模型，考慮線路末端負(fù)荷變壓器等元件的影響，將其等效成一個(gè)具體量值未知的接地電容，所以線路集中參數(shù)模型兩側(cè)的接地電容值并不相等。假設(shè)線路i背側(cè)發(fā)生單相接地故障，根據(jù)此時(shí)零序電流電壓關(guān)系，得到如下關(guān)系u0=R0(i0-C1du0dt)+L0ddt(i0-C1du0dt)+1C2∫0i(i0-C1du0dt)dt----(1)]]>其中R0，L0，C1，C2分別為該線路的零序電阻，電感和電容值。u0，i0分別表示保護(hù)安裝處實(shí)時(shí)測(cè)得的母線零序電壓和流過(guò)線路的零序電流值。這是一個(gè)時(shí)域的微積分方程，將微分和積分分別用數(shù)值微分公式，復(fù)化梯形積分公式代替，可得u(k)=R0i(k)-R0C1-3u(k)+4u(k+1)-u(k+2)2T+L0-3i(k)+4i(k+1)-i(k+2)2T]]>-L0C1(u(k)-2u(k+1)+u(k+2))T2+1C2T(12i(k)+Σm=1k-1i(m))-C1C2u(k)----(2)]]>其中，u(k)，i(k)分別為故障發(fā)生后第k個(gè)采樣點(diǎn)的零序電壓和零序電流，T表示采樣間隔。同理，可以對(duì)系統(tǒng)每條線路按此方法建立模型。對(duì)于中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)，上式同樣適用。
2)模型識(shí)別與判定模型中各電壓電流量u(k)，i(k)均為已知，實(shí)際的未知量為四個(gè)線路參數(shù)R0，L0和C1，C2，可以表示為形如f(R0，L0，C1，C2)＝0的方程。連續(xù)取四個(gè)采樣點(diǎn)的數(shù)據(jù)，聯(lián)立就可得到一個(gè)非線形方程組，求解這個(gè)非線形方程組即可得到待求C1。為得到更為精確的解，采用最小二乘意義下的參數(shù)估計(jì)值。
如果令a1=R0;a2=R0C1;a3=L0;a4=L0C1;a5=1C2;a6=C1C2;]]>yk＝u(k)g1(k)=i(k);g2(k)=--3u(k)+4u(k+1)-u(k+2)2T;]]>g3(k)=-3i(k)+4i(k+1)-i(k+2)2T;]]>g4(k)=-(u(k)-2u(k+1)+u(k+2))T2;]]>g5(k)=T(12i(k)+Σm=1k-1i(m));g6(k)=-u(k)]]>以上各式代入式(2)，得
g1a1+g2a2+g3a3+g4a4+g5a5+g6a6=Σl=16glal=yk]]>式中ai(i＝1，2，Λ6)即為所要求解的線路參數(shù)。根據(jù)最小二乘原理，我們要尋求合適的ai使E2=Σk=1m[Σl=16al(k)gl(k)-yk]2=min]]>(其中m為所取采樣點(diǎn)個(gè)數(shù))顯然上式為ai的二次函數(shù)，該式成立的條件是∂E2∂al=0,l=1,2,K,6]]>立即得a11a12Λa16a21a22Λa26MMMa61a62Λa66a1a2Ma6=b1b2Mb6]]>其中 取連續(xù)采樣點(diǎn)求解以上方程組，即可得到最小二乘意義下的參數(shù)估計(jì)值利用數(shù)據(jù)冗余的方式，使采樣點(diǎn)數(shù)m達(dá)到一定的數(shù)量(可以取幾十甚至上百個(gè))，也就是用一段較長(zhǎng)時(shí)間的采樣值對(duì)參數(shù)做出一個(gè)最優(yōu)估計(jì)，使模型特征能夠得到更加充分的體現(xiàn)，減小數(shù)據(jù)計(jì)算誤差和采樣誤差等給參數(shù)估計(jì)帶來(lái)的波動(dòng)性，就可以得到更為精確的參數(shù)估計(jì)值C1。
由于在建立故障模型時(shí)，把線路等效為∏型模型。這是對(duì)實(shí)際線路的精確分布參數(shù)模型的一種近似。兩者的幅頻特性并不完全相同，這就會(huì)造成模型的精確度下降，影響選線靈敏度。所以需要濾除零序電壓電流中一定的高頻分量。
根據(jù)線路分布參數(shù)模型和集中參數(shù)模型所表現(xiàn)出的性質(zhì)不至相反，結(jié)合仿真數(shù)據(jù)，得到滿足線路集中參數(shù)與分布參數(shù)模型幅頻特性誤差不超過(guò)10DB且相頻特性相差不超過(guò)90度的頻帶即可滿足選線要求。
由此確定的不同長(zhǎng)度的線路濾波截止頻率頻帶10km以下2500hz；10-20km1500hz；20-30km1000hz；30-40km700hz；40km以上500hz。
線路參數(shù)不同可能會(huì)使截止頻率值稍有變化但不會(huì)偏差很大，對(duì)選線結(jié)果沒(méi)有顯著影響。
由于所建模型中涉及積分項(xiàng)，所以需要確定故障起始時(shí)刻。所系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，零序電流將會(huì)產(chǎn)生突變，可以以此作為起動(dòng)元件判斷故障發(fā)生時(shí)刻。為了保證可靠，還可以用零序開(kāi)口三角電壓作為輔助判據(jù)。
得到線路電容的參數(shù)估計(jì)值后，就可以進(jìn)行線路發(fā)生故障的模型識(shí)別。理想情況下，如果實(shí)際發(fā)生的故障符合所建模型，即本線路背側(cè)發(fā)生故障，所得參數(shù)應(yīng)該和實(shí)際線路參數(shù)相同，且不應(yīng)隨時(shí)間變化。如果是本線路內(nèi)部發(fā)生故障，即不符合模型，則此時(shí)求解出的應(yīng)該是把該線路背側(cè)系統(tǒng)等效成一個(gè)∏模型時(shí)，其母線側(cè)對(duì)地電容的負(fù)值(CT極性為反)。但實(shí)際上線路背側(cè)阻抗是多條線路及其他元件并聯(lián)而成，并不能等效成一個(gè)簡(jiǎn)單的∏模型。所以此時(shí)所得計(jì)算結(jié)果應(yīng)和實(shí)際線路參數(shù)差別很大，很有可能是負(fù)值，或隨時(shí)間變化劇烈。
據(jù)此可以判斷出故障線路。如果所有線路都符合模型，則說(shuō)明是母線發(fā)生單相接地故障。但實(shí)際考慮到模型誤差，計(jì)算誤差，采樣誤差以及線路標(biāo)稱參數(shù)和實(shí)際參數(shù)的誤差等等因素，所得結(jié)果是和預(yù)期值有一定差距的，所以在實(shí)現(xiàn)選線時(shí)要留出裕量。
考慮超短線路(1km以內(nèi))，當(dāng)此線外部發(fā)生故障時(shí)，雖然本線為健全線，但由于本線接地電容很小，所以可能由于計(jì)算精度問(wèn)題導(dǎo)致本線計(jì)算電容平均值C＜0，導(dǎo)致誤選線，因此增加輔助判據(jù)。
如果存在超短線路，其線路背側(cè)阻抗一般很大，所以當(dāng)本線發(fā)生故障時(shí)，對(duì)選線結(jié)果沒(méi)有什么影響。當(dāng)本線外部發(fā)生故障時(shí)，即使計(jì)算電容平均值C為負(fù)，計(jì)算電容值也是圍繞0值上下波動(dòng)，不會(huì)一直為負(fù)，由此可以增加針對(duì)超短線路的輔助判據(jù)，檢測(cè)計(jì)算電容序列中C(k)＞0的個(gè)數(shù)。
具體選線判據(jù)為a.若線路計(jì)算電容參數(shù)平均值為負(fù)，即C‾=1NΣk=1NC(k)<0]]>(1)若本線為超短線路，檢測(cè)計(jì)算電容C(k)＞0的個(gè)數(shù)n；設(shè)m為計(jì)算電容總個(gè)數(shù)。若n≥klm(kl＜0.5為可靠系數(shù))，則判本線為健全線路，否則判為故障線路(2)若本線非超短線路，說(shuō)明所發(fā)生故障肯定不符合所建立模型，可直接判本線為故障線。
其中C(k)是計(jì)算所得電容參數(shù)序列。
b.若線路計(jì)算電容平均值為正，但計(jì)算值變化劇烈，則認(rèn)為所發(fā)生故障不符合所建立模型，判為本線故障。即C＞0且1mΣn=1m|C(k)-C‾||C‾|>σ]]>c.若以上兩個(gè)條件均不滿足，則判本線為健全線路；d.當(dāng)所有線路判為健全線時(shí)，認(rèn)為母線故障。
參見(jiàn)圖1，當(dāng)其中一條出線(線路i)發(fā)生單相接地故障，線路等效成∏型模型后系統(tǒng)的零序等效網(wǎng)絡(luò)圖。其中Uf0為故障點(diǎn)虛擬電源在零序網(wǎng)絡(luò)上的壓降。Ri0，Li0，Ci0分別為線路i的線路零序電阻，零序電感和零序電容。如果i是故障線路，這些量表示從故障點(diǎn)到母線的值。U0i和I0i分別表示線路i保護(hù)安裝處測(cè)得的零序電流和零序電壓。開(kāi)關(guān)K打開(kāi)，系統(tǒng)不接地。其他線路(1-n)均為健全線路，此時(shí)這些健全線路相當(dāng)于其背側(cè)發(fā)生接地故障。
圖2即是圖1中線路1-n中的任意一條(此時(shí)相當(dāng)于該線路背側(cè)發(fā)生單相接地短路故障)的零序等效網(wǎng)絡(luò)圖。模型就是按照?qǐng)D2電路建立起來(lái)的，具有通用性，即使是中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)，所建立的模型仍然適用。
圖3顯示了線路分布參數(shù)和集中參數(shù)幅頻特性相頻特性對(duì)比圖(以20km線路為例)。圖中虛線所示是集中參數(shù)模型的幅頻相頻特性，實(shí)線為分布參數(shù)線路模型的幅頻相頻特性。從圖中可以看出，兩者在高頻段具有較為明顯的差異。圖中標(biāo)注的Wo即為用前文所述的原則確定的濾波截止頻率。所以這個(gè)頻率就可以視為∏型模型的適用頻帶邊界，原始電流電壓數(shù)據(jù)中含有高于這個(gè)頻率的諧波分量就會(huì)造成模型的精確度下降，影響選線靈敏度。所以需要濾除零序電壓電流中頻率高于Wo的高頻分量。
圖4和圖5是小電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，利用本發(fā)明得到的故障線和健全線路計(jì)算電容波形對(duì)比。由圖可以看出，健全線路由于符合所建立模型，所以其值是在實(shí)際參數(shù)附近小幅波動(dòng)的一條曲線，而故障線路由于不符合模型，其值一直穩(wěn)定為負(fù)，和實(shí)際參數(shù)相去甚遠(yuǎn)，符合本發(fā)明的規(guī)律。
參見(jiàn)圖6，利用從某變電站錄波得到的實(shí)際故障的零序電流電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行了選線分析。該10kV變電站為中性點(diǎn)自動(dòng)調(diào)諧消弧線圈接地方式，出線總數(shù)在10條以上，大多數(shù)出線為電纜架空線混和線路。共記錄四次永久性接地故障(其中有一次母線接地故障)，其中一次線路單相間歇電弧接地故障的零序電壓電流波形如圖6所示，對(duì)此次故障使用本發(fā)明得到的模型參數(shù)結(jié)果波形顯示在圖7中。將四次故障選線數(shù)據(jù)結(jié)果列于表1中。由于出線較多，表1只列出線路故障時(shí)故障線路和該次故障中其他三條健全線路，母線故障時(shí)的四條健全線路。
表1.現(xiàn)場(chǎng)錄波數(shù)據(jù)分析結(jié)果


由圖8可知，利用現(xiàn)場(chǎng)錄波數(shù)據(jù)得到的故障線路和健全線路計(jì)算電容曲線區(qū)分度很大，這就保證了選線的可靠性，進(jìn)一步從表1可以看出，利用本發(fā)明針對(duì)四次故障均準(zhǔn)確識(shí)別出了故障線路(母線)，而且故障線和健全線區(qū)別明顯，選線可靠。
從圖4和圖5及圖7還可以看出，無(wú)論是仿真實(shí)驗(yàn)還是針對(duì)實(shí)際的故障，故障線路和健全線路的區(qū)別都是明顯的，所以選線裕度較大，這就保證了選線的可靠性。
參見(jiàn)圖8，框1表示在正常運(yùn)行情況下，對(duì)線路電流電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)采樣；框2表示利用采得的實(shí)時(shí)電流電壓數(shù)據(jù)判斷系統(tǒng)是否發(fā)生單相接地故障。由于當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，零序電流將會(huì)產(chǎn)生突變，可以以此作為起動(dòng)元件判斷故障發(fā)生時(shí)刻。為了保證可靠，還可以用零序開(kāi)口三角電壓作為輔助判據(jù)；框3表示當(dāng)發(fā)生故障后，啟動(dòng)選線程序。先要對(duì)采得的實(shí)時(shí)電流電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行低通濾波處理，濾掉模型適用頻帶以外的高頻分量；框4表示利用濾波后數(shù)據(jù)，求解建立模型，得到計(jì)算電容序列及其均值；框5開(kāi)始利用選線判據(jù)進(jìn)行選線，先檢測(cè)計(jì)算電容均值是否為負(fù)。對(duì)應(yīng)前文所述判據(jù)a；框6主要用來(lái)判別計(jì)算電容離散度；框7和框9是對(duì)應(yīng)前文所述針對(duì)超短線路的輔助判據(jù)；框8和框10是選線結(jié)果。
本發(fā)明的選線方法已經(jīng)通過(guò)了電力系統(tǒng)數(shù)字仿真實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)錄波數(shù)據(jù)的驗(yàn)證，選線結(jié)果準(zhǔn)確可靠。
權(quán)利要求
1.一種基于模型參數(shù)識(shí)別的小電流接地選線方法，其特征在于1)建立模型在一個(gè)具有多條出線的中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，將線路等效成兩端接地電容量值不等的∏模型，假設(shè)線路i背側(cè)發(fā)生單相接地故障，根據(jù)此時(shí)零序電流電壓關(guān)系，得u(k)=R0i(k)-R0C1-3u(k)+4u(k+1)-u(k+2)2T+L0-3i(k)+4i(k+1)-i(k+2)2T]]>-L0C1(u(k)-2u(k+1)+u(k+2))T2+1C2T(12i(k)+Σm=1k-1i(m))-C1C2u(k)]]>其中R0，L0，C1，C2分別為該線路的零序電阻，電感和電容值，u(k)，i(k)分別為故障發(fā)生后第k個(gè)采樣點(diǎn)的零序電壓和零序電流，T為采樣間隔，同理，即可對(duì)系統(tǒng)每條線路建立模型；2)模型識(shí)別與判定模型中各電壓電流量u(k)，i(k)均為已知，未知量為四個(gè)線路參數(shù)R0，L0和C1，C2，由f(R0，L0，C1，C2)＝0的方程，連續(xù)取六個(gè)采樣點(diǎn)的數(shù)據(jù)，聯(lián)立就可得到一個(gè)非線形方程組，采用最小二乘意義下的參數(shù)估計(jì)值求解這個(gè)非線形方程組即得待求的電容值C1；得到線路電容的參數(shù)估計(jì)值C1后，即可進(jìn)行線路發(fā)生故障的模型識(shí)別，其具體選線方法為a)若線路電容參數(shù)平均值C為負(fù)，即C‾=1NΣk=1NC(k)<0]]>(1)若本線為超短線路，檢測(cè)電容C(k)＞0的個(gè)數(shù)n；設(shè)m為電容總個(gè)數(shù)，若n≥k1m，k1＜0.5為可靠系數(shù)，則本線為健全線路，否則為故障線路；(2)若本線非超短線路，所發(fā)生故障肯定不符合所建立模型，可直接判本線為故障線；其中C(k)是所得的電容參數(shù)序列；b)若線路電容平均值C為正，但C值變化劇烈，則認(rèn)為所發(fā)生故障不符合所建立模型，判為本線故障，即C＞0且1mΣn=1m|C(k)-C‾||C‾|>σ]]>c)若以上兩個(gè)條件均不滿足，則判本線為健全線路；d)當(dāng)所有線路判為健全線時(shí)，則母線為故障線路。
全文摘要
一種基于模型參數(shù)識(shí)別法的小電流接地選線方法。其特點(diǎn)是采用了模型參數(shù)識(shí)別的方法對(duì)小電流系統(tǒng)中每條線路建立其背側(cè)故障下的數(shù)學(xué)模型，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，利用實(shí)時(shí)測(cè)得的零序電壓電流數(shù)據(jù)用最小二乘法求解模型參數(shù)，借助得到的線路對(duì)地電容判斷實(shí)際發(fā)生故障是否符合所建立的模型，進(jìn)一步識(shí)別出故障線路。本方法原理簡(jiǎn)單明了，模型適用時(shí)間長(zhǎng)，充分利用了故障暫態(tài)分量，故障特征識(shí)別靈敏，選線判據(jù)裕度大，提高了保護(hù)選線的精度和可靠性，并且耐過(guò)渡電阻能力強(qiáng)，不受消弧線圈和間歇電弧影響。每條線路可以獨(dú)立進(jìn)行選線，不需要群體比較，可以和饋線保護(hù)合為一體，滿足配電自動(dòng)化要求。
文檔編號(hào)G01R31/08GK1560645SQ20041002590
公開(kāi)日2005年1月5日 申請(qǐng)日期2004年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月3日
發(fā)明者索南加樂(lè), 張超 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)