專利名稱：一種基于分形維數(shù)的交流輸電線路區(qū)內(nèi)外故障判別方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于分形維數(shù)的交流輸電線路區(qū)內(nèi)外故障判別方法，屬于電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著超高壓及特高壓輸電線路的不斷建設(shè)，大容量機(jī)組的陸續(xù)投運(yùn)，線路故障后， 快速、可靠地清除故障是增加線路輸電能力和提高電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定性的有效措施。目前，在電力系統(tǒng)中廣泛采用工頻量突變特征構(gòu)成繼電保護(hù)裝置，其存在動作速度慢、易受工頻現(xiàn)象 (如工頻振蕩、過渡電阻、TA飽和)影響等問題，難以滿足當(dāng)下線路保護(hù)的要求。始于上世紀(jì) 70年代的利用故障暫態(tài)產(chǎn)生的行波來檢測故障的行波保護(hù)，與基于工頻量的傳統(tǒng)線路保護(hù)相比，由于其極快的故障檢測速度而備受關(guān)注。但行波保護(hù)只利用了行波初始波頭及后續(xù)兩、三個(gè)反射波所包含的故障信息，存在信息易丟失進(jìn)而造成保護(hù)拒動。輸電線路無通道暫態(tài)量保護(hù)利用了故障后一定時(shí)間內(nèi)的行波信號，信息全面，可靠性較行波保護(hù)高。我國IlOkV以上電力線上都裝有電力線載波設(shè)備，包括線路阻波器與耦合電容器、結(jié)合設(shè)備等。其中在輸電線路兩端安裝的阻波器具有帶阻特性，暫態(tài)高頻噪聲被限制在被保護(hù)線路內(nèi)部。區(qū)外故障時(shí)電壓行波經(jīng)過阻波器后，高頻分量衰減嚴(yán)重?，F(xiàn)有無通道暫態(tài)量保護(hù)主要選取高低頻能量比來構(gòu)成判據(jù)，但當(dāng)小角度故障且高阻接地時(shí)，高地能量衰減都比較快，不能明顯的區(qū)分區(qū)內(nèi)外故障。由于頻率反應(yīng)所測信號的變化快慢，從分形函數(shù)的角度來看，信號變化得快，信息的維數(shù)就高；信號變化得慢，信息的維數(shù)相對就低。利用這一特征，可快速、可靠地區(qū)分高壓輸電線路的區(qū)內(nèi)外故障。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種基于分形維數(shù)的交流輸電線路區(qū)內(nèi)外故障判別方法，根據(jù)故障電壓的分形維數(shù)，判斷高壓交流輸電線路區(qū)內(nèi)外故障，以期滿足故障選相的可靠性與速動性。本基于分形維數(shù)的交流輸電線路區(qū)內(nèi)外故障判別方法，按以下步驟進(jìn)行
1. 1高壓交流輸電線路發(fā)生故障后，啟動元件立即啟動，在短時(shí)窗內(nèi)，測量線路保護(hù)處的故障電壓巧[幻；然后利用差分濾波法，按下式求取相電壓(A、B、C三相)故障分量 Δ糊
Aui^um+uik-^]；
式中，i=A，B，C ；乂為工頻周期對應(yīng)采樣點(diǎn)數(shù)泌表示第1、2、3···#個(gè)采樣點(diǎn)AM為采集到的電壓，AiZiM為相電壓故障分量；
1.2將故障電壓分量AiZiR]代入如下相模變換矩陣，通過相模變換解耦，得到獨(dú)立的線模電壓仏[幻、^[幻
權(quán)利要求
1. 一種基于分形維數(shù)的交流輸電線路區(qū)內(nèi)外故障判別方法，其特征在于按以下步驟進(jìn)行1.1高壓交流輸電線路發(fā)生故障后，啟動元件立即啟動，在短時(shí)窗內(nèi)，測量線路保護(hù)處的電壓G [幻；然后利用差分濾波法，按下式求取相電壓故障分量△巧[幻
2.5在雙對數(shù)坐標(biāo)上繪出&對凡的曲線，其斜率就是線模電壓的分形維數(shù)々。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于分形維數(shù)的交流輸電線路區(qū)內(nèi)外故障判別方法，其特征是采樣頻率/為IMHz，采樣短時(shí)窗長度為1ms。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于分形維數(shù)的交流輸電線路區(qū)內(nèi)外故障判別方法，屬電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域。當(dāng)交流線路發(fā)生故障后，選取故障分量電壓，利用新相模變換解耦得到線模電壓。取采樣頻率為1MHz、時(shí)間窗為1ms，選取采樣序列長度為1000點(diǎn)的離散線模電壓信號，以采樣盒維數(shù)的方法進(jìn)行分形，求得故障分量電壓的分形維數(shù)D，根據(jù)分形維數(shù)區(qū)分區(qū)內(nèi)外故障，當(dāng)D≤1.2時(shí)為區(qū)外故障，當(dāng)D>1.2時(shí)為區(qū)內(nèi)故障。本發(fā)明采樣頻率為1MHz，時(shí)間窗為1ms，所需數(shù)據(jù)長度較短，計(jì)算量小，實(shí)時(shí)性較好；且只利用單端量判斷故障是否發(fā)生在區(qū)內(nèi)，無需通道，有較強(qiáng)的實(shí)用性。大量仿真結(jié)果表明，本發(fā)明耐受過渡電阻能力強(qiáng)，適應(yīng)于不同的故障類型，且效果明顯。
文檔編號G01R31/00GK102565599SQ20121003839
公開日2012年7月11日 申請日期2012年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月21日
發(fā)明者張敏, 曹新征, 束洪春, 董俊 申請人:昆明理工大學(xué)