摘要：提出了一种基于滤除直流分量的全波傅氏微机保护算法，该方法采用了R-L模型线路，通过对几种数字滤波器的仿真比较，提出了一种基于滤除直流分量的全波傅氏微机保护算法。该方法采用了差分滤波有效的滤除了系统中的衰减直流分量，降低了误差，具有较大的应用前景。
关键词: 故障测距；全波傅氏算法；差分滤波
A Review of Single-phase Grounding Fault Location in Distribution Network
Zhang Qiqi Yin Hui Yang Zheng Yuan
（Jiujiang Power supply company Jiujiang, Jiangxi 333002）
ABSTRACT:. this paper proposed a distributed parameter line model of fault location algorithm with double-terminal data. This method uses a distributed parameter line to avoid errors ignored the distributed capacitance and sets up a function based on fault information. It is found that when the independent variable for the fault distance ranging function reaches a minimum ranging calculation for the function of this feature. This method employs a phase-analog conversion, to solve the the ranging error brought as the line is not completely symmetrical, and effectively filter out the higher harmonic system with Fourier algorithm.
KEY WORDS: fault location；distributed parameter line；Search Method
1引言
全周波傅氏算法可以精确计算信号基波和各次谐波的幅值与相位，是目前电力系统微机继电保护中被广泛采用的算法。但由于传统傅氏算法无法有效滤除衰减直流分量，故当电力系统发生故障时，会对保护动作及测距精度产生较大的误差，甚至误动或者拒动[1-4]。对如何滤除衰减直流分量，近年来已陆续有改进算法被提出。本文针对电力系统故障时所产生的衰减直流分量，提出了一种改进全波傅氏微机保护算法。
2全周波傅氏算法
以故障电流为例，设故障电流的表达式为：
（1.1）
上式中，
为衰减直流分量的初始值，
为衰减时间常数[5]。
和k、
分别为k次谐波的幅值和初相角。可以得出：
，
。而
和
为：
(1.2)
其中:N为一个基频周期内的总采样点数，n为离散采样点序号。因此，各次波的幅值即为：
,相应的，故障电压也可以求出[6-8]。
在
=k+1时刻的采样值
（1.3）
用式（1.3）减去式（1.1）
（1.4）
式(1.4)为差分滤波算法的数学模型。它是一个k阶的差分方程，k称为差分滤波器数据窗的长度。而后再用（1.2）式中的全波傅氏算法即可得到幅值。
3算法仿真研究
为验证本算法的正确性，本文采用500kV双端电源超高压输电线路参数，利用分布参数线路模型建立了一条总长度为600kM的EMTDC输电线路模型，如图1所示。
图1 系统模型
正序阻抗：
;
零序阻抗：
;
线路对地正序电容：
;线路对地零序电容：
；
R侧等值系统的参数为：
由MATLAB仿真故障模型。仿真时间设置为0.1s开始故障，0.2s结束故障。图1.2为过渡电阻为20Ω，BC相发生两相接地短路，M端的电压电流图。
图3 为全波傅氏算法N端到短路点电阻和电抗曲线图。
图4为经改进傅氏算法后的N端到短路点电阻和电抗曲线图。
将微机保护常用的几种滤波算法及故障类型进行仿真比较（表1，表2）：
图2 M端故障电流电压波形图
图3 N点到短路点经全波傅氏后电阻和电抗曲线图
图4 N点到短路点经差分滤波后电阻和电抗曲线图
表1不同算法的BCG故障测距结果（过渡电阻为20Ω）
表2 不同故障类型的测距结果（过渡电阻为20Ω）
从以上仿真数据可看出，采用改进傅氏算法后，电阻及电抗误差明显降低，并不受故障类型限制，较Turkey算法及全波傅氏算法优势明显。
4小结
本文提出了一种基于滤除直流分量的全波傅氏微机保护算法，考虑了电力系统故障中产生的衰减直流分量，进行差分滤波后极大的消除了直流分量引起的误差影响，根据大量仿真结果显示此算法不受过渡电阻、系统运行方式、故障类型及故障距离的影响，在高阻接地时依然可以得到较精确的测距结果，本算法基于工频电气量，不需要过高的采样率，在满足经济性的条件下，减小搜索步长和采样率间隔的大小可以减小测距误差。
综上所述，本章提出的基于滤除直流分量的全波傅氏微机保护算法，可以适应微机保护要求，满足工程需要，具有较高的应用前景。
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作者简介
尹慧阳（1987-），男，籍贯：武汉，硕士,工程师；研究方向：故障测距、智能电网；单位：九江供电公司；E-mail：qinqindeyiyi@163.com；联系电话（办公电话和手机）：18720183183；联系地址：九江市浔阳区长虹大道74号九江供电公司 邮编：3332000；国家重大科技支撑计划项目，以电网低碳化为特征的智能电网综合示范工程，项目号：2013BAA01B01。
论文作者:张琪琪,尹慧阳,郑元
论文发表刊物:《电力设备》2018年第16期
论文发表时间:2018/10/1
标签：算法论文; 故障论文; 分量论文; 微机论文; 电阻论文; 电抗论文; 曲线图论文; 《电力设备》2018年第16期论文;