PDF《基于 Hi lbe》

D O I :

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0 0 / A E P S

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0 基于 H i l b e r t变换的串联电容补偿线路距离保护 张艳霞1 ,宣文博1 ,田斌宾2 ,赵杰3 ( 1. 智能电网教育部重点实验室,天津大学,天津市

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7 2;

2. 国网天津市电力公司,天津市

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1 0;

3. 国网石家庄供电公司,河北省石家庄市

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2 2 ) 摘要:利用 H i l b e r t变换得到了实信号幅值函数的特点, 分析了串联电容前后故障时故障电流幅值 函数的不同: 串联电容前故障时, 幅值函数不能表征故障电流的包络线;

串联电容后故障时, 幅值函 数可以表征故障电流的包络线.据此提出了基于 H i l b e r t变换的串联补偿线路故障点位置的识别 判据, 结合传统的距离保护形成了适用于串联补偿线路的距离保护新方案, 能有效解决超越问题. P S C A D 仿真验证了该方案的有效性. 关键词:串联补偿线路;

故障点识别;

H i l b e r t变换;

距离保护 收稿日期:

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0 9;

修回日期:

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0 引言 串联补偿电容( 简称串补电容) 广泛应用于超高 压长距离输电线路, 具有改善电力系统稳定性、 优化 系统潮流、 改善电压质量、 提高输送容量等优点, 提 高了输电系统的稳定性和经济性.但是, 串补电容 破坏了输电线路阻抗分布的均匀性, 给保护带来了 很大影响.串补电容的过电压保护装置普遍采用具 有非线性伏安特性的金属氧化物变阻器( MOV) , 进 一步加大了距离保护整定的难度[

1 - 9] . 串补电容使测量阻抗不能准确反映故障点到保 护安装处的距离, 阻抗继电器用于串联补偿线路( 简 称串补线路) 的主要问题是超越误动作.解决方法 分为以下两类.

1 ) 基于故障点位置识别的方案.文献[ 6] 分析 了在串补电容前后故障时沿线各点电压 幅值的特 点, 从而判断串补装置是否位于故障回路;

文献[ 7] 定义了一个补偿电压, 依据串补电容前后故障时串 补电压不同的相角特性判断串补装置是否位于故障 回路;

而文献[

8 ] 定义了一个补偿点阻抗, 依据串补 电容前后故障时补偿点阻抗不同的相角特性判断串 补装置是否位于故障回路, 具有实用价值.

2 ) 通过计算串补装置上的压降从而调整Ⅰ段保 护范围, 避免超越.文献[

9 ] 提出了使用前馈神经网 络算法和确定性算法计算串补装置上的电压降, 但 影响保护的速动性.G E 公司提出了被广泛使用的 电平检测方案: 假设串补电容在故障回路中, 且两端 的电压降始终为其过电压保护水平, 以消减串补电 容对测量阻抗的影响.但故障发生在串补电容前或 发生在串补电容后, 串补电容被旁路时, 灵敏度不足 的问题依然存在. H i l b e r t变换揭示了由傅里叶变换联系的时域 和频域之间的一种等价互换关系[

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1 3 ] , 实信号通过 H i l b e r t变换可得到它的伴随虚信号, 实信号和虚信 号分别作为实部和虚部, 可以构成原信号对应的解 析信号.如果实信号上、 下两条包络线关于时间轴 局部对称, 可称为固有模态信号[

1 2] , 其解析信号的 幅值函数在物理意义上即表示其包络线.本文利用 H i l b e r t变换可以得到实信号包络线的特点, 探讨了 H i l b e r t变换在微机保护中的实现方式, 根据故障点 位置不同( 串补电容前故障和串补电容后故障) 时故 障电流包络线的不同特点和变化趋势, 提出了新的 故障点识别判据, 结合传统的距离保护形成了新的 串补线路距离保护方案, 能有效解决超越问题.