[发明专利]一种架空线‑高压电缆混合线路故障定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力系统继电保护领域的方法，具体讲涉及一种架空线-高压电缆混合线路故障定位方法。

背景技术

随着我国城市建设发展和环境的需要，架空线-高压电缆混合线路以其特有的优势在输配电工程中的应用越来越广泛。当超高压输电线路发生故障时，尽可能快地精准定位故障并切除故障，减少故障给电力设备及系统带来的损失，提高电力系统运行的可靠性和安全性，具有十分重要的意义。

对于超高压混联线路故障定位的研究，根据测距原理的不同，可分为行波法和故障分析法两类。

行波法是根据线路故障后行波传输理论实现测距的方法。考虑混联线路不同区段波速不同的特点，目前应用的行波测距算法主要有单端法、双端法及不同区段的波速归一法等，具有速度快，基本不受过渡电阻影响等优点。但当混合线路中存在多区段及多点补偿时，故障行波容易受到电缆-架空线接合处行波多次折反射的影响，存在波头不易捕捉，测距成功率较低等缺点。

故障分析法是根据系统有关参数和测距点的电压电流列出测距方程，对其进行分析计算，求出故障点到测距点之间的距离的一种方法。目前应用的混联线路故障分析测距算法主要有以下几种：(1)基于故障点电压幅值的故障点搜索算法等，其算法原理简单，但应用线路分布参数计算时存在计算量大和伪根识别问题。(2)建立基于故障点电压电流方程的测距函数，对故障位置进行求解，这种方法对于混合线路来说一般函数比较复杂，计算精度受电气量采集的准确度影响较大，存在测距结果鲁棒性不高的问题。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明提供一种架空线-高压电缆混合线路故障定位方法。

实现上述目的所采用的解决方案为：

一种架空线-高压电缆混合线路故障定位方法，该方法包括如下具体步骤：

测量得到线路两侧M、N端点三相电压、电流相量，运用对称分量法分别求出两侧的负序电压、负序电流、正序电压、正序电流；

根据负序电压，判断故障类型是非对称故障还是三相对称故障；

针对非对称故障，由双端电气量M侧和N侧的三相电压、电流相量分别计算沿线各点负序电压幅值然后进行比较，实现故障定位；

针对三相对称故障，采用正序电压变化量幅值比较的方法进行故障定位。

测量得到线路两侧M、N端点三相电压、电流相量，运用对称分量法分别求出两侧的负序电压、负序电流、正序电压、正序电流包括：

线路保护装置测量所述线路两侧M、N端点三相电压、电流相量及

根据测量的电压相量、电流相量，运用对称分量法分别求出两侧的负序电压、负序电流、正序电压、正序电流：其中各参数的下标1表示正序参数，下标2表示负序参数。

根据负序电压是否为零，判断故障类型是非对称故障还是三相对称故障包括：

则故障类型是三相对称故障；

则故障类型是非对称故障。

针对非对称故障，由双端电气量M侧和N侧的三相电压、电流相量分别计算沿线各点负序电压幅值然后进行比较，实现故障定位包括：

以M端点为测量点，由故障相的负序电压负序电流计算M点的负序前行波和负序反行波的幅值和相位；

前行波为：

反行波为：

其中，为参数均匀架空线路负序波阻抗；R₂为参数均匀架空线路负序电阻；L₂为参数均匀架空线路负序电感；G₂为参数均匀架空线路负序电导；C₂为参数均匀架空线路负序电容；ω＝2πf，f为交流电频率；i为虚部；

按设定步长Δx，以快速搜索算法计算故障线路中任一点x的负序行波幅值衰减和相位延迟A₂(x)；

其中，为负序衰减常数；β₂为负序衰减常数的实部；α₂为负序衰减常数的虚部；A₂(x)的相位延迟与计算点距离x成正比,而其中的幅值衰减部分与故障点距离为指数关系，实际装置中难以直接计算，一般通过查表来实现，当搜索点很多时会占用较大存储空间；

为减少运算量和节省存储空间，将幅值衰减部分采用泰勒级数展开:

其中，|A₂(x)|为负序行波幅值衰减的幅值；

其中β值非常小，在线路不是特别长的情况下上式采用线性等效即可达到很高的精度；