[发明专利]一种基于直流配电网差动电流的过渡电阻测量方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于直流配电网差动电流的过渡电阻测量方法及系统，测量直流配电线路两端电流，并计算两端电流之和；当两端电流之和大于门槛值时，电流差动保护动作，切除故障线路；采用prony算法提取两端电流和的两个起主导作用衰减分量的衰减因子；根据提取的衰减因子，由过渡电阻与衰减因子的关系式对过渡电阻进行测量。

技术领域

本发明属于电力系统继电保护技术领域，具体涉及一种基于直流配电网差动电流的过渡电阻测量方法及系统。

背景技术

保护配置对直流配电网的安全可靠运行至关重要，传统交流配电网的保护配置已较为完善，但由于直流配电网与交流配电网的拓扑结构、控制策略、运行方式等完全不同，因此传统交流配电网的保护方案并不完全适用于直流配电网，需根据网络情况分析决定。

目前关于直流配电网保护的研究仍处于起始阶段，需要进一步开展。准确测量直流配电网单极接地故障的过渡电阻有助于保护的简化设计和提高可靠性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于直流配电网差动电流的过渡电阻测量方法及系统，通过对直流配电线路单极接地故障时的差动电流进行理论分析，得出其在不同过渡电阻阻值下特征根的数学形式，并推导出过渡电阻与衰减因子的数学关系；利用prony算法提取故障时差动电流波形中起主导作用的两个衰减分量的衰减因子，根据数学关系实现过渡电阻的测量；可实现过渡电阻阻值的准确测量。

本发明采用以下技术方案：

一种基于直流配电网差动电流的过渡电阻测量方法，包括以下步骤：

S1、测量直流配电线路两端电流，并计算两端电流之和；

S2、当步骤S1两端电流之和的绝对值大于门槛值时，电流差动保护动作，切除故障线路；

S3、采用prony算法提取两端电流和的两个起主导作用衰减分量的衰减因子；

S4、根据步骤S3提取的衰减因子，由过渡电阻与衰减因子的关系式对过渡电阻进行测量。

具体的，步骤S1中，两端电流之和i_{sum_12}为：

其中，λ₁,λ₂为两个特征根，C为直流配电线路两端LC滤波器的电容，U₀为直流配电线路正极稳态电压。

进一步的，特征根λ₁,λ₂为：

其中，R_k为单极接地故障时的过渡电阻，L为直流配电线路两端LC滤波器的电感。

更进一步的，特征根λ₁,λ₂的临界条件为：

更进一步的，当时，特征根λ₁,λ₂为为欠阻尼状态，两端电流和i_{sum_12}在通过欧拉公式变换后化为衰减交流分量的形式，含有两个相同的衰减因子α₁,α₂。

更进一步的，当时，特征根λ₁,λ₂为为过阻尼状态，两端电流和i_{sum_12}为衰减直流分量的形式，含有两个不同的衰减因子α₁,α₂。

具体的，步骤S2中，电流差动保护动作的判据为：

|i₁+i₂|≥I_set