基于微分算子逼近的單端故障測距新原理

《基于微分算子逼近的單端故障測距新原理》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、第33卷第3期Vol.33No.32009年2月10日Feb.10,2009基于微分算子逼近的單端故障測距新原理1211哈恒旭,王婧,譚雨珍,張志強(qiáng)(1.山東理工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院,山東省淄博市255049;2.山東電力學(xué)校,山東省泰安市271000)摘要:利用微分算子的代數(shù)逼近,將線路的電報方程進(jìn)行變換解耦,得到時域內(nèi)電壓、電流隨距離分布的解析解,發(fā)現(xiàn)線路沿線分布電壓的差分在一個時間段內(nèi)的能量在故障點(diǎn)呈現(xiàn)最小值,據(jù)此構(gòu)造了新的故障測距函數(shù)。通過證明,利用單端量計算得到的“虛假”電壓分布與真實電壓有相同的分

2、布規(guī)律。進(jìn)而提出了一種基于微分算子逼近的單端故障測距新原理。同時,詳細(xì)闡述了三相故障測距新算法。EMTP仿真驗證了單端故障測距新原理的準(zhǔn)確性和正確性。關(guān)鍵詞:輸電線路;單端故障測距;微分算子;投影變換中圖分類號:TM773;TM7440引言且還可證明利用單端電壓、電流計算的“虛假”電壓分布與真實的電壓分布隨著x的變化有相同的變高壓輸電線路故障測距目前主要有行波法、阻化規(guī)律。利用上述故障測距函數(shù)在故障點(diǎn)呈現(xiàn)最小抗法、故障分析法及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)測距法。行波故障測值這一特點(diǎn),構(gòu)造出新的單端故障測距原理。距法是利用故障暫態(tài)行

3、波的傳送性質(zhì)進(jìn)行精確的故障測距,但能否獲得準(zhǔn)確的線路長度、波速度和故1單端故障測距的基本原理障初始行波浪涌到達(dá)時刻,將直接影響測距準(zhǔn)確性1.1微分算子投影新模型[122]和可靠性;阻抗法簡單可靠,但受到故障的過渡以單相分布參數(shù)輸電線路為例進(jìn)行分析,線路電阻、線路不完全對稱以及電壓、電流變換器誤差等模型如圖1所示。其中,線路始端為M,終端為N,[324]因素的影響,存在一定的測距誤差;故障分析法線路長度為L,其分布參數(shù)分別為R0,G0,L0,C0。簡單經(jīng)濟(jì),隨著電力系統(tǒng)調(diào)度自動化的迅速發(fā)展和微機(jī)故障錄波器的開發(fā)應(yīng)

4、用,測距精度大為提高,[223]有著廣闊的發(fā)展前景;對于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)測距法,由于故障測距需考慮本端和對端系統(tǒng)等值電勢、正負(fù)圖1單根輸電線路序等值阻抗變化、故障距離、故障過渡電阻變化等因Fig.1Singletransmissionline素的影響,計算量非常大,其在故障測距中的實用化[527]尚需進(jìn)一步研究。對于線路上任意一點(diǎn)x處,總有下式成立(分隨著電力系統(tǒng)自動化水平的提高和通信技術(shù)的布參數(shù)電報方程):發(fā)展,相繼提出了雙端和單端故障測距方法。由于5u(x,t)5i(x,t)-=R0i(x,t)+L0雙端測距通信成

5、本較高且雙端同步采樣等要求很難5x5t(1)實現(xiàn),因此,準(zhǔn)確的單端測距原理成為研究的目5i(x,t)5u(x,t)-=G0u(x,t)+C0標(biāo)[8210]。與其他單端測距原理不同[11213],本文提出5x5t了一種能夠準(zhǔn)確測量出故障位置的新型單端故障測將上述電報方程進(jìn)行投影變換并將其寫成矩陣[14]距原理?；谖墨I(xiàn)[14]提出的利用投影變換理論建形式:立的時域內(nèi)輸電線路模型,該模型給出了時域內(nèi)沿-dV(x)=ZI(x)dx線路分布的電壓、電流解析解,本文構(gòu)造了測距函數(shù)(2)dI(x)E(x),通過證明,該函數(shù)

6、在故障點(diǎn)處呈現(xiàn)最小值;并-=YV(x)dx式中:Z=R0E+L0H/Ts;Y=G0E+C0H/Ts;E為單收稿日期:2008209217;修回日期:2008211202。位矩陣;H為微分算子的投影變換矩陣;Ts為采樣國家自然科學(xué)基金資助項目(50707002);山東省教育廳科技間隔。計劃資助項目(J06B06)。假設(shè)M點(diǎn)(x=0處)的電壓VM和電流IM已—69—2009,33(3)[14215]知,則對線路分布參數(shù)電報方程(2)進(jìn)行求解,在故障點(diǎn)處,兩側(cè)的電壓相等,如圖2所示,因可得線路上任意一點(diǎn)x處的電壓、電

7、流為:此在x=D_和x=D+,有V(D_)=V(D+),從而存(m)coshβkx-Zksinhβkx(m)在:E(D_)=E(D+),由此可以證明E(x)在故障點(diǎn)Vk(x)VM,k(m)=-sinhβkx(m)x=D處連續(xù)。Ik(x)coshβkxIM,kZk然而在故障點(diǎn)處兩側(cè)的電流不相等,因此在故(3)障點(diǎn)兩側(cè),測距函數(shù)對距離的導(dǎo)數(shù)分別為:(m)(m)式中:Vk(x)和Ik(x)分別為解耦后的線路測量dE(x)TTT=-IK1(x)ZAAV(x)-點(diǎn)x處測得的電壓值和電流值;βk=dxx=D_TTT(R0+

8、L0λk/Ts)(G0+C0λk/Ts)=α+jβ為等效線V(x)AAZIK1(x)(7)dE(x)TTT路傳播函數(shù);Zk=(R0+L0λk/Ts)/(G0+C0λk/Ts)=IK2(x)ZAAV(x)+dxx=D+為等效線路波阻抗。TTTV(x)AAZIK2(x)顯然,利用上述公式,可以得到解耦后線路沿線式中:IK1(x)和IK2(x)分別為故障點(diǎn)前后的電流值,電壓分布,然后再對所得