基于MATLAB工頻故障分量距離保護的研究

姜曉東　劉銘　鄭艷彬

【摘要】電力系統的故障是通過故障信息來表征的。電力系統的故障狀態可視為故障前狀態與故障附加狀態的疊加，其中故障前狀態可以是各種非故障狀態，也可以是前一次故障狀態的繼續，而故障附加狀態則是由當前故障所激發的。故障分量是僅在系統發生故障時出現，而在系統正常運行及不正常運行時不存在的電氣分量，即它隨著故障的出現而出現，隨著故障的消失而消失。所以，故障分量的存在，是電力系統處于故障狀態的表征。本文以工頻故障分量距離保護為例，使用MATLAB中的simulink功能建立仿真，驗證工頻故障分量距離保護的原理。

【關鍵詞】工頻故障分量；MATLAB；疊加原理

1.工頻故障分量的概念

故障分量是僅在系統發生故障時出現，而在系統正常運行及不正常運行時不存在的電氣分量，即它隨著故障的出現而出現，隨著故障的消失而消失。所以，故障分量的存在，是電力系統處于故障狀態的表征。故障信息實際上蘊涵于故障分量之中，因而對故障信息的提取和處理可以轉化為對故障分量的提取和處理，即通過故障分量來判別故障方向、故障類型及故障距離等。

（1）疊加原理

當電力系統在某種狀態（如正常運行，異常運行，兩相運行等）下運行時，在K點發生金屬性短路，故障點的電壓降為0，這時的電力系統狀態可用下面所示的等值網絡進行替代：

顯然，故障分量提取需從故障量中減去負荷分量才能得到，以m端為例有：