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专利号: 202010150114X
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-03-22
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于节点故障注入电流的输电线路故障检测方法,步骤如下:步骤1、对整个电网进行区域划分,按照间隔母线的策略,在各区域的边界节点布置同步相量测量装置PMU;调度中心通过广域通信网络实时收集每个区域的各个边界节点的正序电压和电流,计算每个区域的所有边界节点的电流的矢量和的幅值Itotal,如果一个区域的所有边界节点的电流矢量和的幅值Itotal大于区域故障阈值Iset,就判断该区域为故障区域,其中,区域故障阈值Iset设定为电网正常时一个区域的所有边界节点的电流的矢量和的幅值乘以一个系数,该系数为1.3~1.5;此时刻为保护启动时刻;

步骤2、收集故障区域保护启动时刻后的每个采样时刻的各个边界节点的正序电压和电流,设该故障区域的节点数为n,根据故障区域中一条线路发生故障前、后的节点电压方程的变化,通过推导构造故障区域的节点故障注入电流向量dI, 其中,Y为节点导纳矩阵,是n×n阶的方阵,通过收集电网中各节点之间的导纳参数得到; 是故障区域的电压故障分量向量; 是故障区域的节点注入电流故障分量向量, 均为包含n个元素的列向量;

步骤3、对保护启动时刻后的每个采样时刻,分别计算故障区域的电压故障分量向量节点注入电流故障分量向量 通过步骤2中dI的定义,计算得到故障区域的节点故障注入电流向量dI;

设一个区域只有一个未布置同步相量测量装置PMU的母线M;

对于未布置PMU的母线M,利用与它相连线路布置PMU的i侧的正序电压 电流 通过推算得到母线M来自i侧的正序推算电压 其中,γi为线路Mi的传播系数,Zi为线路Mi的特征阻抗;LM,i为线路Mi的全长;然后去掉母线M的各侧正序推算电压中最小值和最大值,求取剩余正序推算电压的平均值,作为母线M的正序估计电压;

对于布置PMU的母线节点,直接收集得到实测正序电压;

将母线节点在保护启动时刻后每个采样时刻的正序估计电压或实测正序电压减去保护启动时刻前的电压,得到母线节点采样时刻的电压故障分量事先收集电网中各节点的负荷阻抗Zload;

对于未布置PMU的母线M,它的保护启动时刻前的负荷电流 等于保护启动时刻前的估计电压 除以负荷阻抗Zload,它的节点注入电流 等于保护启动时刻前的负荷电流设线路故障前、后母线处的负荷阻抗为定值,母线M的保护启动时刻后每个采样时刻的负荷电流 等于每个采样时刻的正序估计电压 除以负荷阻抗Zload,该节点每个采样时刻的节点注入电流 等于每个采样时刻的负荷电流对于布置PMU的母线节点,直接收集与该母线相连的区域外其它线路上的电流、来自发电机的注入电流、负载电流,将它们相加得到母线节点的节点注入电流将母线节点在保护启动时刻后每个采样时刻的节点注入电流 减去保护启动时刻前的节点注入电流 得到母线节点每个采样时刻的节点注入电流故障分量重复步骤3,获得故障区域中其余各节点的电压故障分量、节点注入电流故障分量,得到故障区域的电压故障分量向量 节点注入电流故障分量向量在得到故障区域的电压故障分量向量 节点注入电流故障分量向量 以后,再根据节点故障注入电流向量dI的定义,计算得到故障区域在每个采样时刻的节点故障注入电流向量dI;

步骤4、针对步骤3得到的故障区域的节点故障注入电流向量dI,取出其中的最大值和次大值,并且次大值与第三大值的比值大于比值阈值K,则判断dI中最大值和次大值的节点编号所在的线路为故障线路,否则,返回步骤1。

2.根据权利要求1所述的一种基于节点故障注入电流的输电线路故障检测方法,其特征在于,所述的比值阈值K为3~5。