高精度快速负序算法的研究

高精度快速负序算法的研究

1引言

　　对于振荡中的接地故障过渡电阻一般较大，220kV系统考虑100，500kV系统考虑300。伴随着接地故障的出现必然有负序分量、零序分量。因此，负序分量与零序分量可以被用来识别振荡中的接地故障[1]。该类原理存在的主要问题是如何在振荡中准确、可靠地实现序分量的提取。振荡中的系统频率偏移50Hz，这对于基于50Hz采样的保护装置带来一些问题。文献[2]对于现有的负序算法在系统频率偏移时的计算误差进行了分析。快速的滤序算法[3]都是利用采样序列实现相移的，当采样序列不再是50Hz的同步采样时负序的计算将有很大的虚假的输出。只有在实现频率跟踪后，得到的负序输出才是真实的。目前，国内外的线路保护装置基本上都不在硬件上实现对系统频率的跟踪采样，有一些保护在软件上采取了频率跟踪采样，但频率跟踪都有较长的响应时间，一般用于遥测量的计算。本章从序分量的准确提取入手，提出一种基于空间变换的综合负序矢量，该特征量具有不受系统频率偏移的影响，对于反映在振荡过程中由于不对称故障产生的负序分量具有很高的灵敏度，与零序分量相配合能够识别出振荡中的高阻接地。

2综合负序矢量的定义

　　通常的ABC系统是时域中的相量坐标系统。综合负序矢量是构成空间矢量坐标系统的空间分量。综合矢量与ABC系统的联系如下[4][5]：

　　4EMTP仿真结果

图1为典型的500kV系统双回线系统模型，在双回线中一回的末端于0.02s时发生三相短路，故障未能被及时切除，导致系统振荡。在振荡过程中，于0.5s时在健全线的中间位置发生经300过渡电阻的A相接地故障，保护安装于R处。仿真工具采用EMTP。  相序表| 万用表| 功率计| 示波器| 电阻测试仪| 电阻计| 电表| 钳表| 高斯计| 电磁场测试仪| 电源供应器| 电能质量分析仪| 多功能测试仪

图2、图3给出系统振荡及振荡中再故障的三相电流、三相电压。图2-4为在图1所示系统的线路末端C点发生经300过渡电阻的A相接地情况时的使用传统的快速滤序算法的电流负序分量[114]。图5为线路末端C点发生经300过渡电阻的A相接地情况时的综合负序矢量输出。可见综合负序算法对于振荡中系统的频率偏移不敏感，计算出的负序分量能够是真实的、可靠的。

5结论

　　以上分析了负序分量的特点并提出了综合负序矢量（综合负序故障分量）的概念。综合负序矢量能够消除计算中正序的影响，不受系统运行方式、振荡、负荷波动的影响，该矢量尤其适用于分析故障分量较小，灵敏度不足的情况,如振荡中的高阻接地故障，是一种较理想的故障分量。