[发明专利]基于电弧特性超/特高压输电线路永久性故障识别方法

说明书

本发明涉及输变电设备，为实现输变电设备故障的准确自动识别。本发明基于电弧特性超/特高压输电线路永久性故障识别方法，步骤如下：步骤A：当系统发生单相接地故障，断路器跳闸后，提取输电线路两端测量点(m、n)处的三相电压和电流，经相模变换得到线路两端测量点处的模量电压和模量电流，采用克拉克变换；步骤B：利用双端电气量计算故障点处电弧电流特征表达式的值步骤C：对u_x(t)进行EMD分解，并求出各频率分量的边际谱能量值；步骤D：求出高频谱能量与基频谱能量之比P_R，与整定值P_set比较，当P_R小于P_set时，判定为永久性故障，反之为瞬时性故障。本发明主要应用于输变电设备故障的准确自动识别场合。

技术领域

本发明涉及输变电设备，具体讲,涉及基于电弧特性超/特高压输电线路永久性故障识别方法。

背景技术

电力系统的运行经验表明，架空线路故障大多都是“瞬时性”的，且单相接地故障约占70％～80％，因此单相自动重合闸在输电线路保护装置中得到了广泛应用。单相自动重合闸在输电线路跳闸后不管故障是否消失均进行重合，若重合到瞬时性故障，则故障相线路将恢复供电；若重合到永久性故障，则再次跳闸且不再重合。此类重合闸方式不能判断故障性质，当重合于永久性故障时，不仅不能恢复系统的正常供电，其带来的二次冲击还可能会对系统的稳定运行造成严重影响，因此，在系统故障跳闸后准确判别故障性质以实现自适应重合闸具有重要意义。

当系统发生单相接地故障时，瞬时/永久性故障两种情况下的电弧特征存在差异。永久性故障时，电弧存在时间很短。瞬时性故障时，电弧持续时间较长且在二次电弧期存在“重燃-熄弧”现象。可见故障电弧中包含丰富的故障信息。然而目前为止大多数的故障识别方法都是围绕跳开相恢复电压的特征展开的，此类方法虽然能够准确判定出故障性质，但是需要电弧完全熄弧之后才能开始判定过程，有可能导致系统断电时间过长而造成较大的经济损失。同时对于传统的输电线路而言，故障发生之后系统只能得到双端母线处的电气量，如何利用线路两端电气量数据计算得到故障点处的电弧信息从而准确判别故障性质，具有重要的研究价值。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明旨在提出超/特高压输电线路永久性故障识别方法，实现输变电设备故障的准确自动识别。为此，本发明采用的技术方案是，基于电弧特性超/特高压输电线路永久性故障识别方法，步骤如下：

步骤A：当系统发生单相接地故障，断路器跳闸后，提取输电线路两端测量点(m、n)处的三相电压和电流，经相模变换得到线路两端测量点处的模量电压和模量电流，采用克拉克变换，相模变换矩阵为T，具体如下：

电压、电流变换过程为：

式中，mn两端的三相电压和电流分别为u_mABC、u_nABC、i_mABC，i_nABC，mn两端模量电压和模量电流分别为u_m123、u_n123、i_m123、i_n123；

步骤B：利用双端电气量计算故障点处电弧电流特征表达式的值

利用m端正向电压行波量和n端反向电压行波量的计算公式为：

[u_m(t)+z_c(t)*i_m(t)]*a_mn(t)

-[u_n(t)-z_c(t)*i_n(t)]

＝z_c(t)*i_k(t)*a_nk(t)