一种快速单相自适应重合闸方案

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1、湖南电力第36卷第3期HUNANELECTRICPOWER2016年6月doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2016.03.012一种快速单相自适应重合闸方案Ahighspeedsinglephaseadaptivereclosingscheme胡凯(国网湖南省电力公司检修公司，湖南长沙410005)摘要：输电线路发生瞬时性单相接地故障时，故障点处会产生复杂变化的电弧。故障相切除后，由于健全相与故障相之间存在电磁与静电耦合，故障点处电弧不会立即熄灭。伴随着时间的推移，故障点处电弧经历熄灭与重燃过程，同时故障点电弧不断拉伸使得故障相电弧电压幅值不断上升。而

2、永久性故障时，由于存在稳定的接地点，故障相切除后，故障相电压迅速下降为一较低的值且幅值保持不变。基于这种差异，提出一种故障相电压幅值法的自适应重合方案。大量的EMTP仿真表明，该方案具有较高的灵敏度，实现简单，对采样频率依赖性较低，能够快速准确的识别故障性质，实现单相自适应重合闸。关键词：输电线路；故障识别；电压幅值;自适应重合闸中图分类号：TM762.2文献标志码：B文章编号：1008-0198(2016)03-0043-04大量运行经验表明，输电线路故障主要表现为高的灵敏性，受线路长度、负荷电流及故障距离的单相接地故障。为提高电力系统运行的稳定性，减影响较小。为限制潜供电

3、流、补偿线路分布电容，少系统缺相运行的时间，保障供电的连续性，重合并联电抗器的使用使得恢复电压阶段故障相电压呈闸技术广泛运用输电系统中。但现有的重合闸方案现拍频现象〔3-4〕，文献〔5-6〕根据恢复电压呈现是通过固定时延的方式实现，并未对故障性质进行拍频特性，提取故障电压、电流中的低频分量实现识别，如果重合于永久性故障或者瞬时性故障电弧故障性质的判别。二次电弧阶段故障点处产生复杂未熄弧阶段，系统会再一次遭受到短路电流的冲变化的非线性电弧〔7-9〕，使得故障相电压中含有大击，严重破坏电力系统的稳定性。因此，若能准确量的高频分量，文献〔10〕利用原子稀疏分解法识别故障性质，保证永

4、久性故障时不再进行重合，较强的时域和频域分析能力提取故障不同频段分瞬时性故障时在故障点熄弧后进行重合，将进一步量，依据熄弧前后故障相电压频率分布的不连续性提高系统安全运行水平，确保重合闸成功。点，准确地确定故障熄弧时刻，文献〔11〕利用近年来，大量的学者为了解决固定时延的重合离散小波分析，提取故障相信号的高频成分，根据闸方案的不足，提出了大量单相自适应重合闸的理瞬时故障与永久性故障时，谱能量的变化趋势存在论与方法。其中，文献〔1〕利用故障相发生瞬时的明显差异，作为故障识别的依据。这类通过原子故障时电容稱合电压较大、而永久性故障时电容耦分解、小波变换提出去故障相电压的频率分量，

5、存合电压很小来区分故障类型，其主要不足在于灵敏在着基函数构建困难与不能够自适应分解故障相的度低；文献〔2〕分析瞬时性故障时断开相计算电缺陷，不利于微机保护的实现。此外，随着人机智能压与两健全相电压和沿线变化规律的相似程度远大技术的发展，利用人工神经网络（ANN)〔12-14〕、支持于永久性故障接地故障时的相似程度，根据相似的向量机（SVC)〔15〕模式分类与模式识别功能运用到相关系数不同，识别故障性质，高阻接地时具有较单相自适应重合闸中，识别线路故障为瞬时性故障收稿日期：2015-10-16•43•第36卷第3期湖南电力2016年6月还是永久性故障，以选择正确的策略进行重合闸

6、。人工智能算法具有较高的自适应性、鲁棒性和容错性。但算法需要大量的样本数据作为训练的素材，大量的仿真与计算使得算法离实际运用还有一定的距离。为了快速准确的实现单相自适应重合闸，解决已有重合闸方案的不足，在学习和总结前人的研究成果中，文中提出了一种快速实现自适应重合闸的方案，该方案基于输电线路永久性故障与瞬时性故障时故障相电压在断路器断开后的幅值变化趋势的线路参数为：线路正序电阻^为0.0201ft/km，差异来实现。该方案具有较高的灵敏度，实现简线路零序电阻凡为0.12531ft/km;线路正序电感^单，对采样频率依赖性较低，能够快速准确的识别为0.9226mH/km，零序电

7、感[。为1.4650mH/km;故障性质，实现自适应重合闸。线路正序电容q为0.0146pF/km，线路零序电容1^。为0.0341^/^。麗、〜端系统电源、阻抗参瞬时性故障时电弧模型数为：M侧系统电源五=5002/3Z20°kV，系统输电线路线路发生单相接地故障时，根据故障阻抗：Zm1=3.1+j49.57ft，零序阻抗^。=1.6+点处的电弧电流的大小分为一次电弧阶段、二次电j26.2ft;N侧电源^=5002/3Z0°kV，系统阻弧阶段两个阶段。一次电弧阶段是指故障开始到故抗Zn1=6.4+j20