1绪论的07级例子 - 图文(5)

中国矿业大学2011届本科生毕业设计 第12页

同时电流是增大的，上游发生故障，|cos|减小的同时电流是减小的，因此这种方法是可行的。判定步骤为：

（1） 提取电网监测点处基波电压电流，计算每点的cos； （2） 利用最小二乘法直线拟合暂降期间(I，| V cos|)各点；

（3） 查看所拟合直线斜率，如果斜率大于零，表明暂降源位于监测装置的上游，反之位于下游；

（4） 如果监测期间，有功潮流方向改变，则说明暂降源位于监测装置的上游。

3.3基于电流实部极性定位法

文献[5]所述方法基于方向保护的观点，故障期间电压和电流之间的夹角即功率因数角会发生变化，利用这一变化来定位。通过获取监测点电流均方根值和功率因数，分析暂降初始时刻的电流实部（即Icos，为功率因数角）极性来判断。

图3.4和图3.5分别为双电源系统故障前和故障条件下的电路图。

N

易得I= （8）

由图3.4知方向和故障前电流方向一致，由右侧电源产生，经故障电阻流入大地。

因此可以利用故障时它们是否由或产生，即电流方向来指示电压暂降源的位置。等效电路图如3.6所示：

中国矿业大学2011届本科生毕业设计 第13页

下游 上游

图3.6 双电源系统暂降源定位分析等效电路图

故障点X满足下式：

V= ? I （9） V和I是监测装置处直接测得的电压电流。两边同乘以，提取实部得： VIcos()=Icos ? R （10） 和分别是监测点处电压、电流的相角。)为监测点的功率因数角。

从（10）中知，位于故障点X之前的监测装置，电流从流向X，与故障前方向相同，Icos()>0，故障发生在下游。位于故障点X之后的监测装置，电流从流向X，Icos()<0，故障发生在上游。

所述方法中提及故障电阻大小对电压暂降源定位的影响。当 时，回路没有流向故障源的电流。但是在暂降起始时刻，电流明显比稳态时的电流大很多。即使 ，电流方向的改变还是可以检测到的，因此这种方法是有效的。其实现步骤如下：

（1） 获取暂降前和暂降期间电压电流幅值和相位大小； （2） 计算暂降前几个周期和暂降期间Icos（）； （3） 画出Icos（）对时间变化曲线； （4） 查看暂降初始时刻Icos（）极性。如果在暂降的开始时刻电流实部小于零，则表明暂降源来自监测点的上游；如果在暂降的开始时刻电流实部大于零，则表明暂降源来自监测点的下游。

该方法主要基于电流方向变化来判别，因此画出|I|cos（）相对时间的变化同上述方法是一致的。

3.4基于等效阻抗实部极性的判定方法

电压暂降的发生大多数情况下都与故障有关，于是从现有的关于电力系统保护和故障定位的方法中受到启发，将系统和负荷分别视为一个整体，如图3.7示，并假定一个为非扰动系统，其各个参数在电压暂降过程中不发生变化；另一个为参数变化的扰动系统。根据测得的电压暂降时的基频正序电压、电流的改变量的比值，获得文中所定义的等效阻抗,再由它的实部极性，来确定电压暂降源的位置方法在文献[6]中提了出来。

M 上游系统 下游系统

图3.7 上下游系统示意图

中国矿业大学2011届本科生毕业设计 第14页

A 线性系统等效阻抗

如图3.8，、为供电侧参数，、为用户侧参数。假设用户侧发生扰动，并导致测量点M处发生电压暂降前，有

V= ? I （11） 当扰动发生后，电压、电流变为V+V，I+ΔI。其中ΔU、ΔI分别为用户侧出现扰动后电压、电流的变化量。并认为和在扰动过程中都不发生变化，于是有：

V= – ( I （12）

图3.8暂降分析等效电路

（11） （12）得： =

（13）

相似的，如果假定系统侧发生扰动，也可以得到用户侧的阻抗：

=

（14）

于是阻抗=的符号因为扰动发生的位置而有不同，这也是文中提出的方法的基础。当检测到电压暂降产生时，由下式计算等效阻抗。

=

=

（15）

其中：（）和（、）分别为电压暂降发生前和暂降过程中相应

的基频正序电压、电流值。 由于阻抗总是正值，就用它的实部符号来确定电压暂降源的方位。相应的判定方法是： （1）如果的实部为正，则电压暂降源位于上游方向； （2）如果的实部为负，则电压暂降源位于下游方向。

中国矿业大学2011届本科生毕业设计 第15页

该方法在线性系统中提出，有坚实的理论基础。经过实际检测研究，当选择不同的故障前和故障期间周期所得结果会不一致。这是因为故障期间等效阻抗会发生变化。为了使得等效阻抗计算结果正确，文献[6]对计算周期的选择做了研究，即利用有功功率的变化（P）来确定周期数的选择。n为暂降期间计算周期，若暂降期间P极性不发生变化，则n选择整个暂降持续周期。若暂降期间P极性发生变化，则n为K-1，K为P极性发生变化的周期。因此采用多个周期的数据来估计等效阻抗。方程（11）可以写为：

j （ ） （）（） （16） 下标X、Y代表实部和虚部。如果（V，I）周期为n，上式可写为：

和

（18）

（17）

通过最小二乘法可求出等效阻抗： 和

（20）

（19）

代表逆矩阵。通过（19）（20）计算的阻抗值始终有一个负号。相似的，当系统侧发

生故障时可得出下式：

和

（22）

（21）

通过（21）（22）计算的等效阻抗始终为正。通过等效阻抗实部判断暂降源位置的方

法可改进如下：

（1） 提取暂降期间基波正序电压和电流；

（2） 分解电压和电流实虚部，通过下两式计算等效电阻；

中国矿业大学2011届本科生毕业设计 第16页

和

（23）

（24）

（3） 检验（23）和（24）两式得出的极性是否一致。如果一致可以得出结果，否

则不能判断暂降源位置；

（4）如果极性一致，正极性表明暂降源在供电侧，负极性表明暂降源在用户侧。 B 非线性系统等效阻抗

实际负载系统中经常存在变频器、感应电动机等非线性负荷，它们可以看做恒功率负载。在电压暂降期间， 其特性与线性负载是不同的。因此，下游故障是可以用以上方法判断出的，但是上游故障时，下游的这些非线性负荷将会使问题变复杂。文献[6]中指出此类负荷特性可以用动态负荷模型的暂态和稳态特性曲线表示。

经研究，含有此类负荷的系统上游故障时的等效阻抗如下：

（25）

= 。为系数，线性负荷都为2。为

额定有功和无功功率。由上式知：

如果

（26）

，上式值为正。此类负荷远大于1，因此可以利用等效电阻的正负极性来

确定暂降源的位置。

C 简化方法

所述方法也可应用在电压暂升上，因为等效正序阻抗与故障类型无关。同时该方法应用等效阻抗极性判断，因此不需用计算其大小，于是提出了下述改进和简化方法。

在（11）两侧同时乘以基频电流相量I

，

，得到：

= （27）

百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说综合文库1绪论的07级例子 - 图文(5)在线全文阅读。