申请/专利权人：国网湖北省电力有限公司荆门供电公司;三峡大学

申请日：2023-10-19

公开（公告）日：2024-04-30

公开（公告）号：CN117406020B

主分类号：G01R31/08

分类号：G01R31/08;G06F17/11;G06F18/213;G06F18/20

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.30#授权;2024.02.02#实质审查的生效;2024.01.16#公开

摘要：本发明属于电力系统继电保护领域，公开了一种基于补偿突变量构建广义功率比的故障选相方法。该方法针对新能源外送线路发生故障时基于突变量故障选相存在误选问题，论证当前判据误选原因，并创新故障极化因子修正故障突变量电流，创新广义功率比新概念，提出基于补偿突变量构建广义功率比的故障选相新判据。该判据首先定义了正序、零序故障极化因子，并通过极化因子来统一短路电流分配系数，实现电流突变量的补偿计算，克服电流突变量受新能源侧阻抗及弱馈的影响，进一步应用补偿突变量定义广义功率比，分析广义功率比在不同故障类型情况下的差异，构建基于广义功率比的故障选相新判据。该判据新颖，故障选相原理简单，选相可靠，配合单相重合闸能够有效提高线路重合率。

主权项：1.一种基于补偿突变量构建广义功率比的故障选相方法，其特征在于：所述选相方法包括故障极化因子构建、新能源侧故障选线模型的适应性论证、故障极化因子下的新型突变量计算、广义功率比定义与计算、新型故障选相判据过程；故障极化因子构建过程如下：根据系统故障时正、负、零序故障网络计算保护安装处正序故障电流分配系数负序故障电流分配系数零序故障电流分配系数其中，分别为故障点处正、负、零序故障电流，分别为保护安装处正序故障电流突变量，负序故障电流，零序故障电流；定义p为正序故障极化因子，p＝C2C1；q＝C2C0，定义q为零序故障极化因子；新能源侧故障选线模型的适应性论证过程如下：根据传统相电流差突变量计算， 其中，α为旋转因子，将正序故障极化因子p代入相电流差突变量计算新能源侧故障选线模型，如式1，其中，分别为保护安装处三相电流突变量，为线电流差突变量，分别为故障点处短路电流； 令新能源场站虚拟正序阻抗与负序虚拟阻抗的比值Z′W1ZW2＝r，此时p的取值范围为r＜p＜1，p是一个波动值，电流差突变量的幅值受p影响较大，在单相接地故障时，当p趋近于0时，三个相电流差突变量幅值近似相等，容易误选项为三相故障，当p趋近于1时，容易误选相为两相相间短路；故障极化因子下的新型突变量计算过程如下：步骤1：假设系统侧和联络线路正、负序阻抗近似相等，正序故障极化因子的求取主要是求取ZT1+Z′W1、ZT2+ZW2，ZT1、ZT2为从风机主变、集电线到箱变的总正序阻抗和负序阻抗，利用故障分量原理计算得到基于电流分配系数计算代入正序故障极化因子可得进而由公示1可得式2 其中为经正序故障电流补偿的M端相电流突变量；等式右边的故障点正序故障电流前的系数已经补偿为C2，避免了风电系统中正序暂态等效阻抗对故障选相造成的不适应性；步骤2：在式2的基础上可得零序故障极化因子下的电流突变量如式3 式中，为经零序故障电流补偿的新的相电流突变量；等式右边的故障点零序故障电流前的系数已经补偿为C2，电流分配系数达到统一使得突变量选相不再受风电场的正、负、零序计算阻抗特征的影响；广义功率比定义与计算过程如下：对电压突变量和电流突变量进行交叉极化，构造一种经电流和电压补偿的突变量广义功率比，如式4 下标为A、B、C三相中任意相，为三相的区分表示，为以为计算相的补偿突变量的广义功率比，为以为计算相的突变量功率，为另两相的突变量差功率；新型故障选相判据过程如下：计算三相广义功率比并基于它们的比较，构建不同故障类型的故障选相判据：1单相接地故障选相判据为Hmax＞σHmid，其中σ为整定系数，σ取10，Hmax对应的相即为线路发生单相故障时的故障相；2两相短路故障选相判据为Hmid-HminHmax＞η，其中η为整定系数，η取0.5，Hmax和Hmid对应的两相即为线路发生两相故障时的故障相；3两相接地短路选相判据在满足两相短路故障的选相判据同时又满足其中μ为整定系数，μ取0.15；4三相短路故障选相判据为Hmax-HminHmin＜ε，其中ε为整定系数，ε取3。

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