專利名稱：基于參數(shù)識(shí)別的并聯(lián)電抗器保護(hù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及超、特高壓電力系統(tǒng)主設(shè)備并聯(lián)電抗器的保護(hù)研究領(lǐng)域，更具體涉及一種基于參數(shù)識(shí)別的并聯(lián)電抗器保護(hù)方法。

背景技術(shù)：
并聯(lián)電抗器作為輸電線路的關(guān)鍵設(shè)備在超高壓電力系統(tǒng)中獲得了廣泛的應(yīng)用，它對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行起著決定性作用。尤其是，隨著我國(guó)電力系統(tǒng)建設(shè)特高壓輸電線路和實(shí)現(xiàn)全國(guó)聯(lián)網(wǎng)進(jìn)程的加快，研究大型超高壓、特高壓輸電線路的并聯(lián)電抗器故障及其保護(hù)有著重大意義。
眾所周知，特高壓遠(yuǎn)距離輸電線路對(duì)地電容大，吸收了系統(tǒng)的容性無(wú)功。為了補(bǔ)償容性無(wú)功，限制系統(tǒng)的過(guò)電壓和潛供電容電流，一般都在輸電線路的一端或者兩端變電所內(nèi)裝設(shè)三相對(duì)地并聯(lián)電抗器。隨著并聯(lián)電抗器的容量不斷增大，受外形尺寸、重量及運(yùn)輸設(shè)備等條件的限制，大型并聯(lián)電抗器的構(gòu)成大多采用分相式結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的并聯(lián)電抗器一般不會(huì)發(fā)生相間故障，其主要的故障方式為內(nèi)部單相接地故障和內(nèi)部匝間短路故障。
目前，針對(duì)大型并聯(lián)電抗器的保護(hù)原理有很多，如零序功率方向保護(hù)，帶補(bǔ)償阻抗的零序功率方向保護(hù)，縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)和基于等效電感的并聯(lián)電抗器匝間保護(hù)等。但是這些保護(hù)原理都存在著一些缺陷 (1)零序功率方向保護(hù)是利用零序電壓

和零序電流

的相位關(guān)系來(lái)區(qū)分并聯(lián)電抗器內(nèi)、外部故障。當(dāng)發(fā)生短路匝數(shù)很少的短路故障時(shí)，3U0和3I0很小，很難被檢測(cè)和發(fā)現(xiàn)。
(2)帶補(bǔ)償?shù)牧阈蚬β史较虮Ｗo(hù)，關(guān)鍵在補(bǔ)償阻抗zb的選取，假如zb過(guò)大，則在電抗器的母線或外部出線接地時(shí)，造成誤動(dòng)；反之，zb過(guò)小，電抗器內(nèi)部接地時(shí)保護(hù)范圍太小，且匝間短路時(shí)靈敏度低，因此保護(hù)整定困難。
(3)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)對(duì)并聯(lián)電抗器在匝間短路時(shí)產(chǎn)生的故障電流具有穿越性，因此縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)不能保護(hù)匝間短路故障。
(4)基于等效電感的并聯(lián)電抗器匝間保護(hù)，是基于能量損失函數(shù)，利用故障前后同一積分區(qū)間內(nèi)能量的變化來(lái)檢測(cè)匝間故障，存在著能量函數(shù)閾值整定困難問(wèn)題。
此外，現(xiàn)有的并聯(lián)電抗器保護(hù)幾乎都是基于工頻分量的保護(hù)，然而，實(shí)際系統(tǒng)中的故障包含工頻分量、高次諧波分量和非周期分量。高次諧波分量和非周期分量用現(xiàn)有的方法無(wú)法完全濾除，其對(duì)保護(hù)動(dòng)作性能造成了很大的影響，尤其是延長(zhǎng)了保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)限。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種靈敏度高、反應(yīng)速度快、可靠性高的基于參數(shù)識(shí)別的并聯(lián)電抗器保護(hù)方法。
本發(fā)明的原理基于參數(shù)識(shí)別思想。對(duì)于線性電網(wǎng)絡(luò)而言，網(wǎng)絡(luò)的響應(yīng)取決于網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)，元件參數(shù)以及激勵(lì)。如果已知網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和激勵(lì)，由其響應(yīng)可以求解出網(wǎng)絡(luò)元件參數(shù)R、L、C，即為網(wǎng)絡(luò)參數(shù)識(shí)別。
基于上述思想，本發(fā)明在電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)已知的前提下，采集系統(tǒng)運(yùn)行信息，求取零序等效阻抗，利用求解的零序等效阻抗和電抗器固有阻抗參數(shù)進(jìn)行比較，來(lái)判定并聯(lián)電抗器的內(nèi)部故障。
為了達(dá)到上述技術(shù)目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的 步驟1實(shí)時(shí)采集電抗器高壓側(cè)三相相電壓值序列U1a(k)、U1b(k)、U1c(k)和三相相電流值序列I1a(k)、I1b(k)、I1c(k)，計(jì)算零序電壓序列U0(k)和零序電流序列I0(k)，其中k為采集數(shù)據(jù)序列號(hào)，k＝0，1，2，3…， 步驟2構(gòu)建零序等效阻抗Z的參數(shù)識(shí)別方程其中u0、i0分別為零序電壓和電流，L、R分別為零序等效阻抗Z的電感參數(shù)和電阻參數(shù)，然后利用最小二乘參數(shù)估計(jì)法代入U(xiǎn)0(k)、I0(k)序列，計(jì)算出相應(yīng)時(shí)刻零序等效阻抗Z的電感參數(shù)序列L(k)和電阻參數(shù)序列R(k)； 步驟3利用零序等效阻抗Z的電感參數(shù)序列L(k)和電阻參數(shù)序列R(k)，計(jì)算相應(yīng)的幅角、幅值參數(shù)估計(jì)值arg(R(k)+jω0L(k))和

其中ω0＝2πf0，f0＝50Hz； 步驟4將幅角參數(shù)估計(jì)值arg(R(k)+jω0L(k))代入方向判據(jù) φ-270°+α＜arg(R(k)+jω0L(k))＜φ-90°-α，其中α為裕度角，一般取15°；將幅值參數(shù)估計(jì)值

代入幅值判據(jù) 其中kk為可靠系數(shù)，一般取kk＝0.5～0.8； 上述兩個(gè)判據(jù)，可以單獨(dú)使用，也可以聯(lián)合使用。
單獨(dú)使用方向判據(jù)當(dāng)幅角參數(shù)估計(jì)值arg(R(k)+jω0L(k))滿足方向判據(jù)時(shí)，判定并聯(lián)電抗器發(fā)生內(nèi)部故障，執(zhí)行內(nèi)部故障保護(hù)指令。
優(yōu)先單獨(dú)使用幅值判據(jù)當(dāng)幅值參數(shù)估計(jì)值

滿足幅值判據(jù)時(shí)，判定并聯(lián)電抗器發(fā)生內(nèi)部故障，執(zhí)行內(nèi)部故障保護(hù)指令。
最佳方案是聯(lián)合使用兩個(gè)判據(jù)，當(dāng)幅角參數(shù)估計(jì)值arg(R(k)+jω0L(k))滿足方向判據(jù)時(shí)，或當(dāng)幅值參數(shù)估計(jì)值

滿足幅值判據(jù)時(shí)，判定并聯(lián)電抗器發(fā)生內(nèi)部故障，執(zhí)行內(nèi)部故障保護(hù)指令。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn) (1)該方法是時(shí)域解微分方程算法，通過(guò)求解系統(tǒng)的固有參數(shù)來(lái)進(jìn)行故障判別，避開了直接電氣量的比較，因此從原理上不受非周期分量，系統(tǒng)頻率變化以及振蕩等其它因素的影響。
(2)具有高靈敏度，有效地解決了傳統(tǒng)電抗器保護(hù)中存在的問(wèn)題，尤其是解決了在輕微匝間短路故障時(shí)存在的動(dòng)作死區(qū)問(wèn)題。
(3)保護(hù)判據(jù)可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)。
(4)濾波所需時(shí)間短，動(dòng)作迅速，不需靠延時(shí)躲過(guò)系統(tǒng)暫態(tài)過(guò)程，保護(hù)動(dòng)作時(shí)間在10ms左右，甚至更短時(shí)間就可以正確動(dòng)作。
(5)整定簡(jiǎn)單，保護(hù)整定值只需輸入電抗器一次參數(shù)值。
(6)該方法同樣適用于可控電抗器保護(hù)，且不受可控電抗器補(bǔ)償度變化的影響。



下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
圖1為并聯(lián)電抗器與超高壓系統(tǒng)連接的等效電路圖； 圖2為并聯(lián)電抗器故障示意圖； 圖3為電抗器內(nèi)部單相接地短路時(shí)的故障網(wǎng)絡(luò)模型圖； 圖4為電抗器內(nèi)部匝間短路時(shí)的故障網(wǎng)絡(luò)模型圖； 圖5為電抗器外部單相接地短路時(shí)的故障網(wǎng)絡(luò)模型圖； 圖6為方向判據(jù)保護(hù)動(dòng)作特性圖； 圖7為保護(hù)裝置硬件結(jié)構(gòu)框圖； 圖8為本發(fā)明的故障判斷流程圖； 圖9為過(guò)渡電阻為50Ω時(shí)單相接地故障方向判據(jù)仿真結(jié)果圖； 圖10為過(guò)渡電阻為50Ω時(shí)單相接地故障幅值判據(jù)仿真結(jié)果圖； 圖11為輸電線路輕載時(shí)1.7％匝間短路故障方向判據(jù)仿真結(jié)果圖； 圖12為輸電線路輕載時(shí)1.7％匝間短路故障幅值判據(jù)仿真結(jié)果圖； 圖13為輸電線路重載時(shí)1.7％匝間短路故障方向判據(jù)仿真結(jié)果圖； 圖14為輸電線路重載時(shí)1.7％匝間短路故障幅值判據(jù)仿真結(jié)果圖。

具體實(shí)施例方式 參照?qǐng)D1，并聯(lián)電抗器采用Y型接法接入超高壓輸電線路的一端，該并 聯(lián)電抗器帶有中性點(diǎn)小電抗，其中Z1L為并聯(lián)電抗器阻抗，zN為中性點(diǎn)小電抗，ZS為系統(tǒng)阻抗。
參照?qǐng)D2，并聯(lián)電抗器故障示意圖，其中K1-電抗器內(nèi)部單相接地故障；K2-電抗器內(nèi)部匝間短路故障；K3-電抗器外部接地故障。下面分別結(jié)合等效電路圖對(duì)這三種故障情況進(jìn)行分析。
(1)內(nèi)部單相接地故障K1 電抗器內(nèi)部接地故障時(shí)，零序源在電抗器內(nèi)部，即由電抗器向系統(tǒng)送出功率，零序電壓和零序電流關(guān)系如圖3所示，零序電流正方向由母線m指向電抗器。
其中，ZS＝RS+jω0LS＝ZS1+ZS2，ZS為電抗器外部系統(tǒng)等效阻抗； ZL＝RL+jω0LL＝ZL1+ZL2，ZL為電抗器內(nèi)部等效阻抗。
此時(shí)系統(tǒng)零序電壓U0＝-I0jZS，零序電流超前零序電壓。此時(shí)的零序等效阻抗Z等于系統(tǒng)零序阻抗，有微分方程成立。
(2)內(nèi)部匝間短路故障K2 電抗器內(nèi)部匝間短路時(shí)，零序源在電抗器內(nèi)部，零序電壓和零序電流關(guān)系如圖4所示。此時(shí)系統(tǒng)零序電壓U0＝-I0jZS，零序電流超前零序電壓。此時(shí)的零序等效阻抗Z等于系統(tǒng)零序阻抗，有微分方程成立。
(3)外部單相接地故障K3 電抗器外部單相接地故障時(shí)，零序源在電抗器外部，零序電壓及零序電流的關(guān)系如圖5所示。此時(shí)系統(tǒng)零序電壓U0＝I0jZL，零序電流滯后零序電壓。此時(shí)的零序等效阻抗Z等于電抗器零序阻抗，有微分方程成立。
綜上所述，電抗器內(nèi)、外部故障時(shí)的兩個(gè)微分方程可以統(tǒng)一為其中R為零序等效阻抗Z的電阻參數(shù)，L為零序等效阻抗Z的電感參數(shù)。并且可知在電抗器內(nèi)部故障時(shí)，該微分方程反映的是系統(tǒng)零序阻抗，參數(shù)R和L為負(fù)；在電抗器外部故障時(shí)，該微分方程反映的是電抗器零序阻抗，參數(shù)R和L為正。另外，在電力系統(tǒng)中系統(tǒng)零序阻抗一般只有幾十歐，而電抗器零序阻抗一般達(dá)到幾百歐，甚至上千歐，系統(tǒng)零序阻抗值遠(yuǎn)小于電抗器零序阻抗值，因此，電抗器內(nèi)部故障時(shí)計(jì)算出來(lái)的參數(shù)R和L值也遠(yuǎn)小于外部故障時(shí)的參數(shù)值。這樣，不僅可以通過(guò)參數(shù)R和L的符號(hào)關(guān)系，而且可以根據(jù)參數(shù)R和L的幅值關(guān)系來(lái)判定電抗器內(nèi)部故障，這就是基于參數(shù)識(shí)別的并聯(lián)電抗器保護(hù)的基本原理。
根據(jù)基于參數(shù)識(shí)別的并聯(lián)電抗器保護(hù)的基本原理，可以構(gòu)成判定并聯(lián)電抗器內(nèi)部故障的兩個(gè)判據(jù)方向判據(jù)和幅值判據(jù)。
(1)方向判據(jù) 在電抗器內(nèi)、外部故障時(shí)，用參數(shù)識(shí)別法獲取的零序等效阻抗參數(shù)符號(hào)相反，即相位相差180°，因此，零序等效阻抗Z的相位方向可以作為判定電抗器內(nèi)部故障的依據(jù)。
令系統(tǒng)阻抗ZS的阻抗角為φ(可近似取90°)，在電抗器內(nèi)部故障時(shí)，最大靈敏角為φ-180°；在外部故障時(shí)，最大靈敏角為φ，方向判據(jù)如下 φ-270°+α＜arg(R(k)+jω0L(k))＜φ-90°-α，其中ω0＝2πf0，f0＝50Hz，α為裕度角，一般取15°。
方向判據(jù)的動(dòng)作特性如圖6所示，其中帶陰影斜線以下部分為保護(hù)裝置動(dòng)作區(qū)，通過(guò)方向判據(jù)計(jì)算出來(lái)的角度值，落在動(dòng)作區(qū)內(nèi)，判定為電抗器內(nèi)部故障。
(2)幅值判據(jù) 對(duì)于系統(tǒng)阻抗ZS和電抗器阻抗ZL幅值，有關(guān)系|ZS|＜＜|ZL|存在。即內(nèi)、外部故障的阻抗幅值大小不是一個(gè)數(shù)量級(jí)的，因此可以利用阻抗幅值大小關(guān)系來(lái)進(jìn)行并聯(lián)電抗器內(nèi)部故障判別。
用參數(shù)識(shí)別法獲取的零序等效阻抗參數(shù)值，其阻抗幅值大小可按公式計(jì)算，其中ω0＝2πf0＝100π。為了準(zhǔn)確區(qū)分內(nèi)、外部故障，且考慮對(duì)輸電線路進(jìn)行模型的等值和簡(jiǎn)化會(huì)帶來(lái)一定的誤差，取可靠系數(shù)kk＝0.5～0.8，則整定值考慮到在實(shí)際系統(tǒng)中，如圖1所示的并聯(lián)電抗器帶有中性點(diǎn)小電抗，采用電抗器的等效參數(shù)(ZL＝Z1L+3ZN)來(lái)進(jìn)行判據(jù)整定。
因此，基于參數(shù)識(shí)別的并聯(lián)電抗器保護(hù)內(nèi)部故障幅值判據(jù)為|Z|＜Zzd，即其中kk為可靠系數(shù)，一般取kk＝0.5～0.8。
(3)保護(hù)判據(jù)動(dòng)作的邏輯特性 上述兩個(gè)判據(jù)，可以單獨(dú)使用，也可以聯(lián)合使用。為了提高保護(hù)動(dòng)作的靈敏性，使得在各種電抗器內(nèi)部故障情況下，保護(hù)都能夠靈敏動(dòng)作，將兩個(gè)判據(jù)通過(guò)或門控制輸出，只要滿足其中一個(gè)判據(jù)，就可以判定為電抗器內(nèi)部故障。
參照?qǐng)D7，電源U1和電源U2之間為電力輸電線路，在電源U1側(cè)設(shè)置有并聯(lián)電抗器和保護(hù)裝置，該保護(hù)裝置通過(guò)電壓互感器和電流互感器測(cè)量并聯(lián)電抗器的三相電壓和電流，將模擬測(cè)量值經(jīng)過(guò)低通濾波器、采樣保持器和A/D轉(zhuǎn)換器后，送到微機(jī)處理器(DSP)，由微機(jī)處理器將判定結(jié)果通過(guò)光電隔離器傳送給繼電器，執(zhí)行相應(yīng)保護(hù)動(dòng)作。
參照?qǐng)D7、圖8，本發(fā)明是這樣的判定后來(lái)實(shí)現(xiàn)保護(hù)的。
首先，通過(guò)電壓互感器和電流互感器測(cè)量并聯(lián)電抗器的三相電壓和電流，將模擬測(cè)量值經(jīng)過(guò)低通濾波器、采樣保持器和A/D轉(zhuǎn)換器后，得到并聯(lián)電抗器高壓側(cè)三相電壓值序列U1a(k)、U1b(k)、U1c(k)，以及三相電流值序列I1a(k)、I1b(k)、I1c(k)，計(jì)算零序電壓序列U0(k)和零序電流序列I0(k)，其中k為采集數(shù)據(jù)序列號(hào)，k＝0，1，2，3…， 其次，構(gòu)建零序等效阻抗Z的參數(shù)識(shí)別方程其中u0、i0分別為零序電壓和電流，L、R分別為零序等效阻抗Z的電感參數(shù)和電阻參數(shù)，然后利用最小二乘參數(shù)估計(jì)法代入U(xiǎn)0(k)、I0(k)序列，計(jì)算出相應(yīng)時(shí)刻零序等效阻抗Z的電感參數(shù)序列L(k)和電阻參數(shù)序列R(k)。
根據(jù)最小二乘法參數(shù)估計(jì)法，參數(shù)識(shí)別方程其通式可寫為A1L+A2R＝B，其中(采用3點(diǎn)微分公式，Δt為采樣間隔，k為采集數(shù)據(jù)序列號(hào)，k＝0，1，2，3…)；A2＝i0；B＝u0。相應(yīng)的離散形式的參數(shù)識(shí)別方程為A1iL+A2iR＝Bi(i＝1，2，…，n)，待求參數(shù)為L(zhǎng)、R，其中L、R分別為等效阻抗Z的電感參數(shù)和電阻參數(shù)，A1i，A2i為第i個(gè)采樣時(shí)刻對(duì)應(yīng)的系數(shù)值，i為采樣周期的計(jì)數(shù)，n為最小二乘參數(shù)估計(jì)法所需采樣點(diǎn)的長(zhǎng)度，本發(fā)明一般采用5～20ms數(shù)據(jù)窗。
構(gòu)建矩陣方程組AX＝B，其中 可求得X＝[A2×n]-1B，即對(duì)應(yīng)的電感參數(shù)L和電阻參數(shù)R，順次推移數(shù)據(jù)窗；同理，可得到對(duì)應(yīng)的電感參數(shù)序列L(k)和電阻參數(shù)序列R(k)。
第三，利用零序等效阻抗Z的電感參數(shù)序列L(k)和電阻參數(shù)序列R(k)，計(jì)算相應(yīng)的幅角、幅值參數(shù)估計(jì)值arg(R(k)+jω0L(k))和

其中ω0＝2πf0，f0＝50Hz。
最后，將幅角參數(shù)估計(jì)值arg(R(k)+jω0L(k))代入方向判據(jù) φ-270°+α＜arg(R(k)+jω0L(k))＜φ-90°-α，其中α為裕度角，一般取15°； 將幅值參數(shù)估計(jì)值

代入幅值判據(jù) 其中kk為可靠系數(shù)，一般取kk＝0.5； 當(dāng)幅角參數(shù)估計(jì)值arg(R(k)+jω0L(k))滿足方向判據(jù)時(shí)，或當(dāng)幅值參數(shù)估計(jì)值

滿足幅值判據(jù)時(shí)，判定并聯(lián)電抗器發(fā)生內(nèi)部故障，保護(hù)動(dòng)作；若兩個(gè)判據(jù)都不滿足，則保護(hù)不動(dòng)作。
為了驗(yàn)證本發(fā)明的正確性，采用中國(guó)電力科學(xué)研究院750kV動(dòng)模數(shù)據(jù)進(jìn)行了模擬。實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ碗娍蛊骰緟?shù)及設(shè)置如下電壓等級(jí)750kV；電抗器阻抗2133Ω；中性點(diǎn)電抗器阻抗500Ω。
參照?qǐng)D9和圖10，過(guò)渡電阻為50Ω，7.7％內(nèi)部單相接地故障時(shí)，方向判據(jù)和幅值判據(jù)的仿真結(jié)果說(shuō)明如下在電抗器內(nèi)部故障時(shí)，方向判據(jù)的最大靈敏角近似為-90°。圖9中，方向判據(jù)保護(hù)動(dòng)作區(qū)間位于-15°和-165°兩直線之間，由本發(fā)明方法計(jì)算出來(lái)的幅角近似在-110°附近波動(dòng)，因此，保護(hù)裝置可以迅速切除故障。
同樣故障，利用幅值判據(jù)進(jìn)行判定。首先在整定計(jì)算中，將并聯(lián)電抗器阻抗及中性點(diǎn)電抗器阻抗看作一個(gè)整體，可靠系數(shù)取kk＝0.5，因此整定值為0.5×(2133+3×500)＝1816.5Ω。圖10中，如直線所示，整定值為1816.5Ω，而零序等效阻抗近似在500Ω附近波動(dòng)，顯然小于整定值，因此，保護(hù)裝置可以迅速切除故障。
參照?qǐng)D11、圖12，分別為輸電線路輕載(40％額定負(fù)載)情況下，1.7％匝間短路故障時(shí)方向判據(jù)和幅值判據(jù)的仿真結(jié)果圖，判定結(jié)果與圖9、圖10結(jié)果類似。參照?qǐng)D13、圖14，分別為輸電線路重載(90％額定負(fù)載)情況下，1.7％匝間短路故障時(shí)方向判據(jù)和幅值判據(jù)的仿真結(jié)果圖，判定結(jié)果也與圖9、圖10結(jié)果類似。雖然二者均為小匝間短路故障，零序電壓、電流幅值比較小，但方向判據(jù)和幅值判據(jù)靈敏度依然較高，保護(hù)也可迅速切除故障。因此，說(shuō)明輸電線路負(fù)荷的大小不影響本發(fā)明的正確性。
另外，輸電線路中含有可控串聯(lián)補(bǔ)償電容，對(duì)本發(fā)明的保護(hù)判據(jù)沒(méi)有影響，并且可控電抗器補(bǔ)償度變化對(duì)保護(hù)判據(jù)的正確動(dòng)作也沒(méi)有影響。因此，本發(fā)明在實(shí)施時(shí)，也可以應(yīng)用在含可控串補(bǔ)和可控電抗器的線路系統(tǒng)中。
權(quán)利要求
1、一種基于參數(shù)識(shí)別的并聯(lián)電抗器保護(hù)方法，其特征在于，包括
步驟1實(shí)時(shí)采集并聯(lián)電抗器高壓側(cè)三相相電壓值序列U1a(k)、U1b(k)、U1c(k)和三相相電流值序列I1a(k)、I1b(k)、I1c(k)，計(jì)算零序電壓值序列U0(k)和零序電流值序列I0(k)，其中k為采集數(shù)據(jù)序列號(hào)，k＝0，1，2，3…，
步驟2構(gòu)建零序等效阻抗Z的參數(shù)識(shí)別方程其中u0、i0分別為零序電壓和電流，L、R分別為零序等效阻抗Z的電感參數(shù)和電阻參數(shù)，然后利用最小二乘參數(shù)估計(jì)法代入U(xiǎn)0(k)、I0(k)序列，計(jì)算出相應(yīng)時(shí)刻零序等效阻抗Z的電感參數(shù)序列L(k)和電阻參數(shù)序列R(k)；
步驟3利用零序等效阻抗Z的電感參數(shù)序列L(k)和電阻參數(shù)序列R(k)，計(jì)算相應(yīng)的幅角arg(R(k)+jω0L(k))，其中ω0＝2πf0，f0＝50Hz；
步驟4將幅角參數(shù)估計(jì)值arg(R(k)+jω0L(k))代入方向判據(jù)
φ-270°+α＜arg(R(k)+jω0L(k))＜φ-90°-α，其中α為裕度角，如果滿足判據(jù)，判定并聯(lián)電抗器發(fā)生內(nèi)部故障，執(zhí)行內(nèi)部故障保護(hù)指令。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于參數(shù)識(shí)別的并聯(lián)電抗器保護(hù)方法，其特征在于，所述步驟4中的裕度角α取15°。
3、一種基于參數(shù)識(shí)別的并聯(lián)電抗器保護(hù)方法，其特征在于，包括
步驟1實(shí)時(shí)采集并聯(lián)電抗器高壓側(cè)三相相電壓值序列U1a(k)、U1b(k)、U1c(k)和三相相電流值序列I1a(k)、I1b(k)、I1c(k)，計(jì)算零序電壓值序列U0(k)和零序電流值序列I0(k)，其中k為采集數(shù)據(jù)序列號(hào)，k＝0，1，2，3…，
步驟2構(gòu)建零序等效阻抗Z的參數(shù)識(shí)別方程其中u0、i0分別為零序電壓和電流，L、R分別為零序等效阻抗Z的電感參數(shù)和電阻參數(shù)，然后利用最小二乘參數(shù)估計(jì)法代入U(xiǎn)0(k)、I0(k)序列，計(jì)算出相應(yīng)時(shí)刻零序等效阻抗Z的電感參數(shù)序列L(k)和電阻參數(shù)序列R(k)；
步驟3利用零序等效阻抗Z的電感參數(shù)序列L(k)和電阻參數(shù)序列R(k)，計(jì)算相應(yīng)的幅值參數(shù)估計(jì)值
其中ω0＝2πf0，f0＝50Hz；
步驟4將幅值參數(shù)估計(jì)值
代入幅值判據(jù)
其中kk為可靠系數(shù)，
如果滿足判據(jù)，判定并聯(lián)電抗器發(fā)生內(nèi)部故障，執(zhí)行內(nèi)部故障保護(hù)指令。
4、根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于參數(shù)識(shí)別的并聯(lián)電抗器保護(hù)方法，其特征在于，所述步驟4的可靠系數(shù)kk＝0.5～0.8。
5、一種基于參數(shù)識(shí)別的并聯(lián)電抗器保護(hù)方法，其特征在于，包括
步驟1實(shí)時(shí)采集并聯(lián)電抗器高壓側(cè)三相相電壓值序列U1a(k)、U1b(k)、U1c(k)和三相相電流值序列I1a(k)、I1b(k)、I1c(k)，計(jì)算零序電壓值序列U0(k)和零序電流值序列I0(k)，其中k為采集數(shù)據(jù)序列號(hào)，k＝0，1，2，3…，
步驟2構(gòu)建零序等效阻抗Z的參數(shù)識(shí)別方程其中u0、i0分別為零序電壓和電流，L、R分別為零序等效阻抗Z的電感參數(shù)和電阻參數(shù)，然后利用最小二乘參數(shù)估計(jì)法代入U(xiǎn)0(k)、I0(k)序列，計(jì)算出相應(yīng)時(shí)刻零序等效阻抗Z的電感參數(shù)序列L(k)和電阻參數(shù)序列R(k)；
步驟3利用零序等效阻抗Z的電感參數(shù)序列L(k)和電阻參數(shù)序列R(k)，計(jì)算相應(yīng)的幅角參數(shù)估計(jì)值arg(R(k)+jω0L(k))和幅值參數(shù)估計(jì)值
其中ω0＝2πf0，f0＝50Hz；
步驟4將幅角參數(shù)估計(jì)值arg(R(k)+jω0L(k))代入方向判據(jù)
φ-270°+α＜arg(R(k)+jω0L(k))＜φ-90°-α，其中α為裕度角，一般取α＝15°，將幅值參數(shù)估計(jì)值
代入幅值判據(jù)
其中kk為可靠系數(shù)，取kk＝0.5；
如果上述參數(shù)估計(jì)值之一滿足相應(yīng)判據(jù)，判定并聯(lián)電抗器發(fā)生內(nèi)部故障，執(zhí)行內(nèi)部故障保護(hù)指令。
全文摘要
本發(fā)明涉及超、特高壓電力系統(tǒng)主設(shè)備并聯(lián)電抗器的保護(hù)研究領(lǐng)域，公開了一種基于參數(shù)識(shí)別的并聯(lián)電抗器保護(hù)方法，包括以下步驟首先實(shí)時(shí)采集采集系統(tǒng)信息，構(gòu)建零序等效阻抗Z的參數(shù)識(shí)別方程(見(jiàn)右Ⅰ)，然后利用最小二乘參數(shù)估計(jì)法計(jì)算出相應(yīng)時(shí)刻零序等效阻抗的電感參數(shù)序列L(k)和電阻參數(shù)序列R(k)，獲得相應(yīng)的幅角、幅值參數(shù)估計(jì)值(見(jiàn)右Ⅱ式和右Ⅲ式)。最后，利用相應(yīng)的方向判據(jù)和/或幅值判據(jù)，判定并聯(lián)電抗器是否發(fā)生內(nèi)部故障。
文檔編號(hào)H02H3/38GK101286634SQ200810017550
公開日2008年10月15日 申請(qǐng)日期2008年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月22日
發(fā)明者索南加樂(lè), 田宏強(qiáng), 張健康, 粟小華 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué), 西北電網(wǎng)有限公司