[发明专利]利用分布参数测量阻抗幅值特性实现线路相间故障单端测距方法

说明书

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利用分布参数测量阻抗幅值特性实现线路相间故障单端测距方法。

背景技术

根据电气量来源划分，故障测距方法主要分为双端测距方法和单端测距方法。双端测距方法利用输电线路两端电气量进行故障定位，需要通过数据传输通道获取对端电气量，对数据传输通道依赖性强，实际使用中还易受双端采样值同步性的影响。超高压、特高压输电线路往往是远距离输电线路，铺设测距所需的数据传输通道需要附加投资大量资金，因此，单端测距方法比双端测距方法更具实用性。单端测距方法仅利用输电线路一端电气量进行故障定位，无须通讯和数据同步设备，运行费用低且算法稳定，在高中低压输电线路中获得广泛应用。

目前，单端故障测距方法主要分为行波法和阻抗法。行波法利用故障暂态行波的传送性质进行单端故障测距，精度高，不受运行方式、过度电阻等影响，但对采样率要求很高，需要专门的录波装置，应用成本高。阻抗法利用故障后的电压、电流量计算故障回路阻抗，根据线路长度与阻抗成正比的特性进行单端故障测距，简单可靠, 但测距精度受到过渡电阻和负荷电流等因素影响严重，尤其过渡电阻较大时，阻抗法测距结果会严重偏离真实故障距离，甚至出现测距失败。由于超高压、特高压输电线路沿线存在较大的分布电容电流，当超高压、特高压输电线路发生中高阻短路故障时，单端阻抗法测距结果会严重偏离真实故障距离，不能满足现场的应用要求。因此，采用集中参数建模的单端阻抗法不能直接应用于超高压、特高压输电线路的单端故障测距。

发明内容

本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种测距精度不受分布电容电流、过渡电阻和负荷电流影响的利用分布参数测量阻抗幅值特性实现线路相间故障单端测距方法。

利用分布参数测量阻抗幅值特性实现线路相间故障单端测距方法，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故障相间电压、故障相间电流和故障相间负序电流，作为输入量；其中，φφ=AB、BC、CA相；

（2）保护装置计算分布参数测量阻抗；其中，为故障相间电压；为故障相间电流；为故障相间负序电流；φφ=AB、BC、CA相；；

；l_set为保护整定范围；；；γ₁为输电线路正序传播常数，Z_c1为输电线路正序波阻抗；tanh(.)为双曲正切函数；

（3）保护装置选取故障距离初始值为l_x，计算距输电线路保护安装处l_x点的分布参数阻抗幅值|Z_c1tanh(γ₁l_x)|与分布参数测量阻抗幅值|Z_φφ|二者之间差值的绝对值f(l_x)：

（4）故障距离以步长Δl逐次增加，返回步骤（3），依次计算输电线路上每一点的分布参数阻抗幅值|Z_c1tanh(γ₁l_x)|与分布参数测量阻抗幅值|Z_φφ|二者之间差值的绝对值f(l_x)直至输电线路全长，选取f(l_x)值最小的点距输电线路保护安装处的距离为故障距离。

本发明的特点及技术成果：

本发明方法物理模型采用分布参数模型，测距精度不受分布电容电流的影响，适用于任何电压等级，特别是超高压/特高压输电线路相间短路故障的单端测距。本发明方法根据输电线路相间短路故障点处对应的分布参数阻抗幅值与分布参数测量阻抗幅值二者之间差值的绝对值达到最小这一特性实现输电线路相间故障单端测距，测距精度不受过渡电阻的影响，不受负荷电流的影响，具有很高的测距精度，具有很强的实用价值。

附图说明

图1为应用本发明的线路输电系统示意图。

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为应用本发明的线路输电系统示意图。图1中CVT为电压互感器、CT为电流互感器。保护装置对输电线路保护安装处的电压互感器CVT的电压和电流互感器CT的电流波形进行采样得到电压、电流瞬时值，然后保护装置对采集到的电压、电流瞬时值利用傅里叶算法计算输电线路保护安装处的故障相间电压、故障相间电流和故障相间负序电流，作为输入量；其中，φφ=AB、BC、CA相。