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图1中,UDL1为极1直流电压,IDL1为极1直流电流,UDN1为极1中性母线电压;UDL2为极2直流电压,IDL2为极2直流电流,UDN2为极2中性母线电压;IDEL为接地极引线电流。直流电流的正反向为正常运行时电流流向,接地极引线电流的正反向为流向大地方向。
按照波动方程理论,电压和电流构成前向行波和反向行波。
反向行波:
b(t)=Z*Delta(IDL(t))-Delta(UDL(t))(1)
其中,Z为线路波阻抗;Delta(.)表示微分(突变量);t是时间变量。
另外,由UDN、IDEL构成的是共模反向行波(也称地模反向行波)。其波阻抗为共模波阻抗(也称地模波阻抗)。
采用反向行波,
对极1有:
b1(t)=Z*Delta(IDL1(t))-Delta(UDL1(t))(2)
对极2有:
b2(t)=Z*Delta(IDL2(t))-Delta(UDL2(t))(3)
行波差模(线模)量(对极1而言):
Diff_b1(t)=0.5*(b1(t)-b2(t))(4)
行波共模(地模)量(对极1而言):
Com_b1(t)=0.5*(b1(t)+b2(t))(5)
对极2而言:
Diff_b2(t)=-1.0*Diff_b1(t),Com_b2(t)=Com_b1(t)(6)
算法:
A)故障极的判别:
Wcx=Diff_bx(t)*Com_bx(t)(7)
式中,x=1,2,下同。如果Wcx的短时积分值(积分时间常规为1毫秒)大于某个定值,则判为本极故障;否则,为非本极故障。
B)行波突变量:
Delta(Diff_bx(t))>差模突变定值(8)
Delta(Com_bx(t))>共模突变定值(9)
C)行波积分量:
Integ(Diff_bx(t))>差模积分定值(10)
Integ(Com_bx(t))>共模积分定值(11)
D)检测直流电流突变量是否超过定值,以及直流电压是否满足低定值判据。
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