对于工频无功功率来说,通过工频电流电压的幅值相位关系就可以解得无功功率的值。但是对于暂态无功功率来说,暂态信号一般是非正弦信号,是一系列不同频率信号的叠加,不具备严格意义上的相位概念,因此不能用传统意义上的功率算法。




4 选线算法验证
在ATP中搭建电压等级为10kV的谐振接地系统并对其进行单相接地故障仿真,分别改变故障线路、故障发生位置、过渡电阻和故障初相角大小以及各种不同线路的CT极性反接等相关故障条件,进行了多次仿真试验,并用所得仿真数据对新算法进行验证,本文方法均可正确选线。
本文还选择了多组实际故障数据对新方法进行验证,虽然现场系统和理想系统仿真模型相比存在各种各样的噪声干扰信号,但是利用本文提出的新方法进行选线,结果仍然全部正确,选线的可靠性并不受影响。为了和文献[17]选线方法进行对比,本文选取相同的实例进行算法验证。
仍以文献[17]某供电企业10kV架空电缆混合线路系统的单相接地故障为例。首先根据零序电流幅值比较法选出4条零序电流幅值较大的出线,分别记为F1、F2、F3、F4,其中,F4为故障线路,F1和F3的零序CT极性反接,各出线零序电压电流波形如图2所示。
根据图2所示的故障电流电压波形,利用式(1)计算各出线暂态无功功率,利用式(7)计算工频无功功率,最后根据式(8)计算修正后的暂态无功功率,如表5所示。


由表5可以看出,如果仅仅利用暂态无功功率进行选线[3],将从出线暂态无功功率为负值的F1、F3和F4中任选一条为故障线路,误选概率高达66.7%。但是根据本文提出的新算法,利用修正后的暂态无功功率,只有F4线路为负值,就可以正确选择F4为故障线路。
5 结论
利用故障暂态无功功率进行故障选线,此方法不受消弧线圈补偿的影响,但受现场普遍存在的PT和CT极性反接或不确定的影响,使得暂态无功功率计算错误,容易发生误选,且误选概率随出线数量的增加而增加。
对于过补偿、全补偿以及欠补偿时补偿电流与系统电容电流的差值小于故障线路本身的电容电流时的谐振接地系统,可以利用工频无功功率的方向函数对暂态无功功率的方向进行修正,求出修正后的暂态无功功率。如果修正后的暂态无功功率为正值,那么该线路为健全线路;如果修正后的暂态无功功率为负值,那么该线路为故障线路;如果所有出线修正后的暂态无功功率都为正值,则为母线接地故障。
本文方法克服了PT、CT极性不确定对利用暂态无功功率方向选线的影响,提高了暂态选线技术的可靠性和适用性。仿真结果和现场实际故障数据都验证了新方法正确可行。