[发明专利]基于故障区域快速识别的混合线路故障定位方法

说明书

本发明涉及一种基于故障区域快速识别的混合线路故障定位方法，其特征在于，首先利用保护安装处的电力互感器采集混合线路系统两端的三相电气数据，并用对称分量法求出正序分量；然后由混合线路系统两端的正序电气分量构造故障区域识别函数，根据故障区域识别函数在线路连接点的相位特征判断故障区域；最后利用故障距离解析表达式在故障线路段上计算故障距离。

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基于故障区域快速识别的混合线路故障定位方法。

背景技术

由于城市土地资源紧张，以及受周围建筑物影响，城市输电线路逐步由以往占地较多的明线架空方式改为埋地的电缆方式。高压电力电缆与架空线路相比占用空间少，不易受环境影响，运行更加安全稳定。就电气参数特性而言，电缆线路对地分布电容更大且单位长度电感更小，其线路波阻抗较架空线小得多，故障发生后波过程更加明显。由于电缆线路造价昂贵且施工难度较大，我国多采用架空线-电缆混合线路输电。混合输电线路的架空线路段发生的多为瞬时性故障，电缆实际运行时发生故障概率比架空线小的多，但随着电缆绝缘介质老化其绝缘性能随之下降，容易引发永久性接地故障。由于架空线和电缆的故障原因以及由此导致的故障性质大不相同，在故障发生后快速划分故障区域并准确定位故障，对于提高重合闸的重合成功率，减轻巡线负担和加快恢复供电，具有十分重要的意义。

根据测距原理的不同，混合线路故障测距算法主要可以分为行波法和故障分析法两类。行波法具有测距速度快，不受过渡电阻影响等优点，但容易受架空线和电缆线路接合处行波多次折反射的影响，存在波头识别问题，且需要投入专门设备，技术较为复杂。故障分析法对设备要求低，投资小，工程实用型强。

现已提出的混合线路故障分析测距方法多采用基于故障点电压幅值的故障点搜索算法，其原理简单，但利用线路分布参数进行搜索计算时存在计算量大和伪根识别问题，采用搜索计算进行故障定位的算法其测距精度也将受到门槛值的影响。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种基于故障区域快速识别的混合线路故障定位方法。技术方案如下：

一种基于故障区域快速识别的混合线路故障定位方法，其特征在于，首先利用保护安装处的电力互感器采集混合线路系统两端的三相电气数据，并用对称分量法求出正序分量；然后由混合线路系统两端的正序电气分量构造故障区域识别函数，根据故障区域识别函数在线路连接点的相位特征判断故障区域；最后利用故障距离解析表达式在故障线路段上计算故障距离，步骤如下：

(1)利用保护安装处的电力互感器采集故障发生后混合线路系统两端的三相电压和三相电流数据，并用对称分量法求出其正序电气分量：为线路m端的正序电压和正序电流分量；为线路n端的正序电压和正序电流分量；

(2)以m端的正序电气量为已知条件推算靠近m端的线路连接点c的正序电压和正序电流以n端的正序电气量为已知条件推算靠近线路n端的线路连接点t的正序电压和正序电流计算式如下：

其中，l_mc为首端架空线路长度，l_nt为末端架空线路长度，γ₁为架空线路的传输常数，Z_c1为架空线路的特性阻抗；

(3)利用(2)中求出的t节点电气量和推算c节点的正序电压和正序电流计算式如下：

其中，l_ct为中间电缆线路长度，γ₂为电缆线路的传输常数，Z_c2为电缆线路的特性阻抗；