CN105203841A - 输电线路负序电流和负序电压相量测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种输电线路负序电流和负序电压相量测量方法。本发明方法首先测量输电线路保护安装处的三相电压相量、三相电流相量，对三相电压相量、三相电流相量进行αβ0坐标轴变换得到αβ0坐标轴下电压相量、电流相量，计算αβ0坐标轴下的负序电压相量和负序电流相量，然后将αβ0坐标轴下的负序电压相量和负序电流相量进行αβ0坐标轴反变换，得到输电线路保护安装处的三相负序电压相量、三相负序电流相量。本发明方法不涉及复杂的复数运算，算法原理简单，运算量少，计算速度快，可极大提高继电保护动作速度。

Description

输电线路负序电流和负序电压相量测量方法

技术领域

本发明涉及电力系统继电保护技术领域，具体地说是涉及一种输电线路负序电流和负序电压相量测量方法。

背景技术

随着超高压电网建设的完善和特高压交流输电线路的大规模建设，对电网安全日益重视，要求继电保护装置具有更高的动作速度，在电网输电线路发生故障后能迅速将故障隔离，确保故障不扩散。然而现有继电保护装置提取负序电压相量、负序电流相量时，需要涉及复杂的复数运算，运算量大，继电保护装置提取负序电压相量、负序电流相量的运算时间占据了继电保护装置动作时间的很大一部分，严重制约着继电保护装置动作速度的提高，给电网带来了安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种输电线路负序电流和负序电压相量测量方法。本发明方法首先测量输电线路保护安装处的三相电压相量、三相电流相量，对三相电压相量、三相电流相量进行αβ0坐标轴变换得到αβ0坐标轴下电压相量、电流相量，计算αβ0坐标轴下的负序电压相量和负序电流相量，然后将αβ0坐标轴下的负序电压相量和负序电流相量进行αβ0坐标轴反变换，得到输电线路保护安装处的三相负序电压相量、三相负序电流相量。本发明方法不涉及复杂的复数运算，算法原理简单，运算量少，计算速度快，可极大提高继电保护动作速度。

为完成上述目的，本发明采用如下技术方案：

输电线路负序电流和负序电压相量测量方法，其特征在于，包括如下依序步骤：

(1)保护装置测量输电线路保护安装处的A、B、C三相电压相量和A、B、C三相电流相量

(2)保护装置将A、B、C三相电压相量和A、B、C三相电流相量变换到αβ0坐标轴下的电压相量和电流相量

$\left[\begin{array}{c}{\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{\α}}\\ {\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{\β}}\\ {\stackrel{\·}{U}}_0\end{array}\right]=\frac{2}{3}\left[\begin{array}{ccc}1& -\frac{1}{2}& -\frac{1}{2}\\ 0& \frac{\sqrt{3}}{2}& -\frac{\sqrt{3}}{2}\\ \frac{1}{2}& \frac{1}{2}& \frac{1}{2}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{\stackrel{\·}{U}}_A\\ {\stackrel{\·}{U}}_B\\ {\stackrel{\·}{U}}_C\end{array}\right]$

$\left[\begin{array}{c}{\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{\α}}\\ {\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{\β}}\\ {\stackrel{\·}{I}}_0\end{array}\right]=\frac{2}{3}\left[\begin{array}{ccc}1& -\frac{1}{2}& -\frac{1}{2}\\ 0& \frac{\sqrt{3}}{2}& -\frac{\sqrt{3}}{2}\\ \frac{1}{2}& \frac{1}{2}& \frac{1}{2}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{\stackrel{\·}{I}}_A\\ {\stackrel{\·}{I}}_B\\ {\stackrel{\·}{I}}_C\end{array}\right]$

(3)保护装置计算αβ0坐标轴下负序电压相量和负序电流相量

${\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{\α}}^{-}=0.5{\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{\α}}-j\×0.5{\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{\β}}$

${\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{\β}}^{-}=j\×0.5{\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{\α}}+0.5{\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{\β}}$

${\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{\α}}^{-}=0.5{\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{\α}}-j\×0.5{\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{\β}}$

${\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{\β}}^{-}=j\×0.5{\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{\α}}+0.5{\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{\β}}$

${\stackrel{\·}{U}}_0^{-}={\stackrel{\·}{U}}_0$

${\stackrel{\·}{I}}_0^{-}={\stackrel{\·}{I}}_0$

其中，j为复数乘子；

(4)保护装置计算A、B、C三相负序电压相量和A、B、C三相负序电流相量

$\left[\begin{array}{c}{\stackrel{\·}{U}}_A^{-}\\ {\stackrel{\·}{U}}_B^{-}\\ {\stackrel{\·}{U}}_C^{-}\end{array}\right]=1.5{\left[\begin{array}{ccc}1& -\frac{1}{2}& -\frac{1}{2}\\ 0& \frac{\sqrt{3}}{2}& -\frac{\sqrt{3}}{2}\\ \frac{1}{2}& \frac{1}{2}& \frac{1}{2}\end{array}\right]}^{-1}\left[\begin{array}{c}{\stackrel{\·}{U}}_{{}_{\mathrm{\α}}}^{-}\\ {\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{\β}}^{-}\\ {\stackrel{\·}{U}}_0^{-}\end{array}\right]$

$\left[\begin{array}{c}{\stackrel{\·}{I}}_A^{-}\\ {\stackrel{\·}{I}}_B^{-}\\ {\stackrel{\·}{I}}_C^{-}\end{array}\right]=1.5{\left[\begin{array}{ccc}1& -\frac{1}{2}& -\frac{1}{2}\\ 0& \frac{\sqrt{3}}{2}& -\frac{\sqrt{3}}{2}\\ \frac{1}{2}& \frac{1}{2}& \frac{1}{2}\end{array}\right]}^{-1}\left[\begin{array}{c}{\stackrel{\·}{I}}_{{}_{\mathrm{\α}}}^{-}\\ {\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{\β}}^{-}\\ {\stackrel{\·}{I}}_0^{-}\end{array}\right]$

本发明与现有技术相比较，具有以下积极成果：

本发明方法首先测量输电线路保护安装处的三相电压相量、三相电流相量，对三相电压相量、三相电流相量进行αβ0坐标轴变换，得到αβ0坐标轴下电压相量、电流相量；计算αβ0坐标轴下的负序电压相量和负序电流相量，然后将αβ0坐标轴下的负序电压相量和负序电流相量进行αβ0坐标轴反变换，得到输电线路保护安装处的三相负序电压相量、三相负序电流相量。本发明方法不涉及复杂的复数运算，算法原理简单，运算量少，计算速度快，可极大提高继电保护动作速度。

附图说明

图1为应用本发明的输电系统示意图。

具体实施方式

下面根据说明书附图对本发明的技术方案做进一步详细表述。

图1为应用本发明的输电系统示意图。图1中CVT为电压互感器，CT为电流互感器。本实施例中，保护装置测量输电线路保护安装处的A、B、C三相电压相量和A、B、C三相电流相量

保护装置将A、B、C三相电压相量和A、B、C三相电流相量变换到αβ0坐标轴下的电压相量和电流相量

$\left[\begin{array}{c}{\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{\α}}\\ {\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{\β}}\\ {\stackrel{\·}{U}}_0\end{array}\right]=\frac{2}{3}\left[\begin{array}{ccc}1& -\frac{1}{2}& -\frac{1}{2}\\ 0& \frac{\sqrt{3}}{2}& -\frac{\sqrt{3}}{2}\\ \frac{1}{2}& \frac{1}{2}& \frac{1}{2}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{\stackrel{\·}{U}}_A\\ {\stackrel{\·}{U}}_B\\ {\stackrel{\·}{U}}_C\end{array}\right]$

$\left[\begin{array}{c}{\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{\α}}\\ {\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{\β}}\\ {\stackrel{\·}{I}}_0\end{array}\right]=\frac{2}{3}\left[\begin{array}{ccc}1& -\frac{1}{2}& -\frac{1}{2}\\ 0& \frac{\sqrt{3}}{2}& -\frac{\sqrt{3}}{2}\\ \frac{1}{2}& \frac{1}{2}& \frac{1}{2}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{\stackrel{\·}{I}}_A\\ {\stackrel{\·}{I}}_B\\ {\stackrel{\·}{I}}_C\end{array}\right]$

保护装置计算αβ0坐标轴下负序电压相量和负序电流相量

${\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{\α}}^{-}=0.5{\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{\α}}-j\×0.5{\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{\β}}$

${\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{\β}}^{-}=j\×0.5{\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{\α}}+0.5{\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{\β}}$

${\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{\α}}^{-}=0.5{\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{\α}}-j\×0.5{\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{\β}}$

${\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{\β}}^{-}=j\×0.5{\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{\α}}+0.5{\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{\β}}$

${\stackrel{\·}{U}}_0^{-}={\stackrel{\·}{U}}_0$

${\stackrel{\·}{I}}_0^{-}={\stackrel{\·}{I}}_0$

其中，j为复数乘子。

保护装置计算A、B、C三相负序电压相量和A、B、C三相负序电流相量

$\left[\begin{array}{c}{\stackrel{\·}{U}}_A^{-}\\ {\stackrel{\·}{U}}_B^{-}\\ {\stackrel{\·}{U}}_C^{-}\end{array}\right]=1.5{\left[\begin{array}{ccc}1& -\frac{1}{2}& -\frac{1}{2}\\ 0& \frac{\sqrt{3}}{2}& -\frac{\sqrt{3}}{2}\\ \frac{1}{2}& \frac{1}{2}& \frac{1}{2}\end{array}\right]}^{-1}\left[\begin{array}{c}{\stackrel{\·}{U}}_{{}_{\mathrm{\α}}}^{-}\\ {\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{\β}}^{-}\\ {\stackrel{\·}{U}}_0^{-}\end{array}\right]$

$\left[\begin{array}{c}{\stackrel{\·}{I}}_A^{-}\\ {\stackrel{\·}{I}}_B^{-}\\ {\stackrel{\·}{I}}_C^{-}\end{array}\right]=1.5{\left[\begin{array}{ccc}1& -\frac{1}{2}& -\frac{1}{2}\\ 0& \frac{\sqrt{3}}{2}& -\frac{\sqrt{3}}{2}\\ \frac{1}{2}& \frac{1}{2}& \frac{1}{2}\end{array}\right]}^{-1}\left[\begin{array}{c}{\stackrel{\·}{I}}_{{}_{\mathrm{\α}}}^{-}\\ {\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{\β}}^{-}\\ {\stackrel{\·}{I}}_0^{-}\end{array}\right]$

本发明方法首先测量输电线路保护安装处的三相电压相量、三相电流相量，对三相电压相量、三相电流相量进行αβ0坐标轴变换得到αβ0坐标轴下电压相量、电流相量，计算αβ0坐标轴下的负序电压相量和负序电流相量，然后将αβ0坐标轴下的负序电压相量和负序电流相量进行αβ0坐标轴反变换，得到输电线路保护安装处的三相负序电压相量、三相负序电流相量。本发明方法不涉及复杂的复数运算，算法原理简单，运算量少，计算速度快，可极大提高继电保护动作速度。

以上所述仅为本发明的较佳具体实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.输电线路负序电流和负序电压相量测量方法，包括如下依序步骤：

(1)保护装置测量输电线路保护安装处的A、B、C三相电压相量和A、B、C三相电流相量

(2)保护装置将A、B、C三相电压相量和A、B、C三相电流相量变换到αβ0坐标轴下的电压相量和电流相量

$\left[\begin{array}{c}{\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{\α}}\\ {\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{\β}}\\ {\stackrel{\·}{U}}_0\end{array}\right]=\frac{2}{3}\left[\begin{array}{ccc}1& -\frac{1}{2}& -\frac{1}{2}\\ 0& \frac{\sqrt{3}}{2}& -\frac{\sqrt{3}}{2}\\ \frac{1}{2}& \frac{1}{2}& \frac{1}{2}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{\stackrel{\·}{U}}_A\\ {\stackrel{\·}{U}}_B\\ {\stackrel{\·}{U}}_C\end{array}\right]$

$\left[\begin{array}{c}{\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{\α}}\\ {\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{\β}}\\ {\stackrel{\·}{I}}_0\end{array}\right]=\frac{2}{3}\left[\begin{array}{ccc}1& -\frac{1}{2}& -\frac{1}{2}\\ 0& \frac{\sqrt{3}}{2}& -\frac{\sqrt{3}}{2}\\ \frac{1}{2}& \frac{1}{2}& \frac{1}{2}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{\stackrel{\·}{I}}_A\\ {\stackrel{\·}{I}}_B\\ {\stackrel{\·}{I}}_C\end{array}\right]$

(3)保护装置计算αβ0坐标轴下负序电压相量和负序电流相量

${\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{\α}}^{-}=0.5{\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{\α}}-j\×0.5{\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{\β}}$

${\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{\β}}^{-}=j\×0.5{\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{\α}}+0.5{\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{\β}}$

${\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{\α}}^{-}=0.5{\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{\α}}-j\×0.5{\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{\β}}$

${\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{\β}}^{-}=j\×0.5{\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{\α}}+0.5{\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{\β}}$

${\stackrel{\·}{U}}_0^{-}={\stackrel{\·}{U}}_0$

${\stackrel{\·}{I}}_0^{-}={\stackrel{\·}{I}}_0$

其中，j为复数乘子；

(4)保护装置计算A、B、C三相负序电压相量和A、B、C三相负序电流相量

$\left[\begin{array}{c}{\stackrel{\·}{U}}_A^{-}\\ {\stackrel{\·}{U}}_B^{-}\\ {\stackrel{\·}{U}}_C^{-}\end{array}\right]=1.5{\left[\begin{array}{ccc}1& -\frac{1}{2}& -\frac{1}{2}\\ 0& \frac{\sqrt{3}}{2}& -\frac{\sqrt{3}}{2}\\ \frac{1}{2}& \frac{1}{2}& \frac{1}{2}\end{array}\right]}^{-1}\left[\begin{array}{c}{\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{\α}}^{-}\\ {\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{\β}}^{-}\\ {\stackrel{\·}{U}}_0^{-}\end{array}\right]$

$\left[\begin{array}{c}{\stackrel{\·}{I}}_A^{-}\\ {\stackrel{\·}{I}}_B^{-}\\ {\stackrel{\·}{I}}_C^{-}\end{array}\right]=1.5{\left[\begin{array}{ccc}1& -\frac{1}{2}& -\frac{1}{2}\\ 0& \frac{\sqrt{3}}{2}& -\frac{\sqrt{3}}{2}\\ \frac{1}{2}& \frac{1}{2}& \frac{1}{2}\end{array}\right]}^{-1}\left[\begin{array}{c}{\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{\α}}^{-}\\ {\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{\β}}^{-}\\ {\stackrel{\·}{I}}_0^{-}\end{array}\right]$