基于最小二乘原理变数据窗自适应滤波算法的母线差动保护
徐光福 ,陆于平 ,吴崇昊
1 1 1,2
,刘玉欢
1
(1.东南大学电气工程系,江苏省 南京市 210096;2.国电南瑞科技股份有限公司,江苏省 南京市 210003) 摘 要: 分析了超高压长距离输电线路暂态短路电流中高频
电流分量的特点, 运用最小二乘法推导了小矢量算法的统一 表达式, 文中提出了一种基于最小二乘原理变数据窗自适应 滤波算法,该算法对高频分量的抑制强, 收敛稳定且收敛速 度快,用于超高压母线差动保护受高频分量的影响小, 母线 区内故障时能够快速动作. 关键字:超高压,小矢量,自适应滤波,母线差动保护
穷大系统, t=0s 时母线 N 发生三相短路,故障前 母线 N 电压为 Uf(t)=Ufmsin(ωt+ ).
M N
(a)系统故障图
M
R
L
R
L in(t)
N
C
+ -Uf(t) -
0 引言
随着我国电网规模的不断扩大,电压等级也越 来越高,为提高系统稳定及线路传输能力,对继电 保护的快速性也提出了更高的要求.采样值差动保 护因其自身动作速度快的特点被广泛应用于母线 快速保护,但是超高压系统故障时长线路分布电容 引起的高频电流分量对母线采样值差动保护有较 大的影响,严重情况下母线发生区内故障时采样值 差动保护会延时动作甚至拒动,从而母线失去快速 保护[1].本文提出了一种基于最小二乘原理变数据 窗自适应滤波算法,对于高频分量有很好的抑制作 用,该算法用于母线差动保护,受高频分量的影响 小,母线区内故障时能够快速动作.
(b)T型等值网络
图 1 系统故障等值网络
由图 1(b)T 型等值网络运用运算法可求得故障 电流分量 in(t),其中包括稳态分量,非周期分量以 及高频分量,具体如下[4]: 1) 稳态分量
in (t ) U fm Z n ( j ) sin(t k )
(2)
Zn(jω)是故障点 N 向 M 侧看进去的阻抗. 2) 非周期分量
inap (t ) U fm sin[ arctan( R
2 2
L R
)]
e
R L
t
(3)
1 超高压系统母线故障暂态分析
长距离输电线路发生短路故障时,由于分布电 容的存在,故障电流包含着无穷多个高频分量,并 且频率越高的分量幅值越小,因此可把其中的频率 最低且幅值最大的成分称为高频噪声的主频分量. 主频分量以外其它的高频分量,由于其频率高幅值 小,且衰减快,较容易被模拟低通抗混叠滤波器滤 除,对保护不会产生较大的影响,因此可以采用线 路集中参数 T 型等值网络来分析,解出的一个高频 分量即对应于主频分量[2].对高频中主频的频率 f1 可以用行波的反射观点来估计,其表达式为 3) 高频分量 令
inp(t)
( ) 2L L
R 2L
, 1 2 f1
Ufm

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