[发明专利]一种基于故障录波数据的输电线路故障接地电阻计算方法

说明书

 

技术领域

本发明属于电工技术领域，更准确地说本发明涉及一种输电线路发生故障时接地电阻计算的实现方法。

背景技术

电力系统输电线路大多暴露于旷野之中，周边环境复杂，引起线路跳闸的因素很多，主要包括：山火、雷电、覆冰、雾闪、树障等，而这些因素导致输电线路故障绝大多数表现为接地故障。不同因素引起的接地故障，其接地电阻值的大小上是有差异的，计算出故障接地电阻也为分析故障起因提供了必要的依据。

在现代电网保护和控制系统，都包含有保护装置、录波装置和故障测距装置等，这也为我们为计算故障接地电阻提供了充分条件。

发明内容

本发明的发明目的是：通过线路保护装置获取故障录波文件，在此基础上，计算故障时接地电阻的大小。本方法不考虑弧光电阻可能产生的影响。

1、计算线路两侧母线电压和线路电流以及它们的序分量；

2、计算故障线路的正序、负序、零序阻抗；

3、计算故障线路的电容电流。

4、计算故障点相电压，确定故障相，并计算出接地电阻值。

为了实现上述目的，本发明是采取以下的技术方案来实现的：

（1）根据双侧电源线路的两端保护装置故障录波文件来计算故障时线路两端的母线电压向量和线路电流向量，并计算向量的各序分量；

（2）根据故障测距装置得到故障点距线路两端的距离，结合线路每公里正序阻抗、负序阻抗、零序阻抗参数，计算母线到故障点的正序阻抗、负序阻抗、零序阻抗；

（3）根据线路每公里零序分布电容的容抗值计算线路电容电流；

（4）计算故障点相电压和接地电阻的电流，确定故障相，并计算出接地电阻值。

具体包括以下步骤：

（1）依据录波文件，以故障电流消失为基准，向前推一个周波，做为录波数据的计算点，来计算线路两侧的母线电压和线路电流（线路两侧分别为M侧和N侧）；

（2）已知线路每公里正序阻抗Z_L1、负序阻抗Z_L2、零序阻抗Z_L0的线路参数，结合线路故障测距装置所测的故障点距M侧的线路距离L_M，计算计算母线到故障点的正序阻抗、负序阻抗、零序阻抗。M侧正、负、零序阻抗：

（3）以线路每公里长分布电容为单位，电容值作为线路参数为已知条件，结合每公里长线路零序电压变化计算出故障两侧线路电容电流；

（4）根据母线电压和线路电路的计算序分量，结合母线至故障点的正序、负序、零序阻抗，计算出故障点的正序、负序、零序电压，继而得出三相相电压，根据A、B、C三相电压中，电压最低则判断为故障相（并小于70%的额定电压），其它相与最低相电压的差值，小于最大相电压的10%，则同样认为是故障相这一判据，来确定故障相。

（5）流经接地电阻的电流：线路两侧零序电流的向量和，同时减去所有线路分布电容电流之和。最后由故障点相电压出去接地电阻电流，得出接地电阻值。

以下列出计算步骤与公式

已知数据： 

1)母线电压 

M侧母线电压：U_MA、U_MB、U_MC；

N侧母线电压：U_NA、U_NB、U_NC。

2)线路电流

M侧线路电流：I_MA、I_MB、I_MC；

N侧线路电流：I_NA、I_NB、I_NC。

3)线路参数

每公里正序阻抗：Z_L1；

每公里负序阻抗：Z_L2；

每公里零序阻抗：Z_L0；

每公里零序分布容抗：Z_C0。

4)故障点

M侧母线距离故障点的距离：L_M公里；

N侧母线距离故障点的距离：L_N公里。

确定基准点：根据录波文件，以故障电流消失为基准，向前推一个周波，作为录波数据的计算点。

电压、电流计算：

1)采用付氏计算，获得基准点母线电压、线路电流的有效值；

2)通过付氏计算获得上述电气量的角度。

序分量计算：（以下均为复数计算）

1)电压计算