电网数字化保护-3.5阻抗算法.ppt
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1、第三章:微机保护的算法阻抗算法张沛超20111计算阻抗的意义u在线路距离保护中,通过保护安装处到故障点的正序阻抗来反映故障距离,引出需要计算线路阻抗(测量阻抗)。u测量阻抗不但用于距离元件,也用于方向元件(正、反向方向判别)、选相元件(故障相、健全相判别)等。u因此,在线路保护中,测量阻抗的计算具有重要作用。2如何计算测量阻抗?1.相量法相量法:利用电压、电流相量计算测量阻抗;2.R-L模型法模型法:利用线路的R-L模型计算测量阻抗;3.补偿电压法补偿电压法:利用补偿电压(工作电压)与极化电压比相;4.故障分量法故障分量法:突变量(故障分量)阻抗继电器。u上述1、3、4,属于波形分析法波形分析
2、法;2属于模型法模型法。u上述1、2可直接计算出测量阻抗,可称作测距式测距式;3、4则不计算测量阻抗。3一、相量法计算阻抗4相量法计算测量阻抗u对于各种线路故障,可以利用对称分量法求解保护安装处电压与电流的关系:其中,U1、I1为保护安装处电压、电流相量;Z1为从保护安装处到故障点的测量阻抗;Uf为故障点电压。5相量法计算测量阻抗u相加得:其中,Kz为零序阻抗补偿系数(复数复数)6相量法计算测量阻抗u对于相间故障,认为相间故障电阻很小,则有:7相量法计算测量阻抗u对于金属性接到故障,则有:显然,当接地电阻较大时,由上式得到的测量阻抗误差较大。8小结:相量法计算测量阻抗u若已经算得电压、电流相量
3、,则可方便求出测量阻抗。u具有傅氏算法的所有缺点(衰减非周期分量、分数次谐波、频率偏移等)。9二、R-L模型法计算阻抗10基本原理u以输电线路的物理模型为基础,通过求解线路模型的微分方程,直接计算线路阻抗。u目前最简单、最常用的模型是忽略线路分布电容的影响,假设输电线路仅由R、L串联而成,即R-L模型。11基本原理u对于各种线路故障,可以利用对称分量法求解保护安装处电压与电流的关系:12基本原理u相加得:13基本原理u变换到时域:其中,Kr为零序电阻补偿系数;Kx为零序电抗补偿系数。14相间故障时测量阻抗的计算u对于相间故障,有:简写为:15u在不同两个时刻测量和计算电压、电流及导数,则u联立
4、求解:(362)(363)相间故障时测量阻抗的计算思考:设u1、u2相隔m个采样点,则本算法的数据窗长度?16差分代替微分u使用差分公式近似得到微分值Di,如下图所示:17差分代替微分u而电流、电压取相邻采样的平均值:从而最终求出:,18接地故障时测量阻抗的计算u对于金属性接到故障,有:可仿照相间故障进行计算:19小结:R-L模型法u优点:不受非周期分量和分数次谐波影响(模型本身反映非周期分量和各种谐波分量);适应于超高压、交直流混联系统总时窗较短;不受电网频率变化的影响(在相当宽的系统频率范围内都可准确计算R、L);因此,在高压保护中应用较好。20小结:R-L模型法u应用中需要注意的问题:基
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