[发明专利]一种基于贝杰龙模型的同杆双回输电线路区内外故障识别的测后模拟方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于贝杰龙模型的同杆双回输电线路区内外故障识别的测后模拟方法，属电力系统继电保护技术领域。

背景技术

目前，同杆双回线路中广泛采用的有基于工频量和行波波头的区内外保护，但基于工频量的区内外保护为了得到所需的工频分量，还需要滤波算法，这自然需要很长的数据窗；基于行波波头的区内外保护由于行波信号的不易捕捉性和不可重复性限制了其可靠性。由于基于模型的时域保护原理具有从暂态到稳态的故障全过程数据都适用、无需经过时频域的转换、直接用采样点就可以进行保护算法，且所需数据窗极短等优点，所以必将成为今后的一个发展趋势。

为了快速切除输电线路上任意点的故障，首先需要可靠、快速的识别区内和区外故障。通过分析交流输电线路贝杰龙模型的沿线电流分布规律发现：当同杆双回输电线路发生区外故障时，在短时窗内，用首端电压u_M、电流i_M模拟计算的末端电流                                                波形与实测末端电流i_N波形相一致，其相关系数r>0；当同杆双回输电线路发生区内故障时，在短时窗内，用首端电压u_M、电流i_M模拟计算的末端电流波形与实测末端电流i_N波形不一致，其相关系数r≤0。藉此，提出基于贝杰龙模型的同杆双回输电线路区内外故障测后模拟识别方法。

发明内容

本发明的目的是提出一种基于贝杰龙模型的同杆双回输电线路区内外故障识别的测后模拟方法，提高同杆双回输电线路区分区内外故障的可靠性和快速性。

本发明的技术方案是：当同杆双回输电线路发生故障时，在短时窗内，分别实测输电线路首端M点和末端N点处的电压u_M、u_N和电流i_M、i_N；然后通过分析贝杰龙方程得到沿线电流分布规律模型，并根据该模型用首端电压u_M、电流i_M模拟计算输电线路末端的电流，再将模拟电流与实测电流i_N的波形相比较，计算出模拟电流与实测电流i_N波形的相关系数r；最后根据模拟电流与实测电流i_N波形的相似程度和相关系数r的大小，识别同杆双回输电线路区内外故障。

本基于贝杰龙模型的同杆双回输电线路区内外故障识别的测后模拟方法的具体步骤是：

（1）输电线路发生故障后，在短时窗内，实测同杆双回输电线路首端M点和末端N点的电压u_M、u_N和电流i_M、i_N，然后根据首端电压u_M和电流i_M，按以下贝杰龙沿线电流分布规律模型，模拟计算输电线路末端的电流：

；

式中：R、、v分别是线路模量下的电阻、特征阻抗、波速度，x是沿线任意一点到M端的距离，t是时间；

（2）根据如下相关系数公式，计算模拟电流波形与实测电流i_N波形的相关系数r：

；

式中，N₁为测量数据长度，k表示第1,2,3……N₁个采样点；r的取值区间为[-1，+1]，+1表示两个信号100%正相关，-1表示两个信号100%负相关；