[发明专利]一种基于110kV部分同塔双回线路的雷击故障选线与定位方法

说明书

本发明涉及一种基于110kV部分同塔双回线路的雷击故障选线与定位方法，属于电力系统继电保护技术领域。首先对杆塔、雷电流、绝缘子进行参数设定，分别从行波传播过程与耦合电流传播过程的角度，利用雷击不同位置时各个量测端零模电流首波头极性同异的特点进行对雷击故障区段的定位，再根据耦合电流行波与初始故障行波到达某一量测端时间不同的原理，对雷击故障位置进行精准测距，最后利用单端测距对110kV部分同塔双回线路雷击故障定位的适用性进行分析，得出经简化后的线路模型利用单端测距法进行故障定位。

技术领域

本发明涉及一种基于110kV部分同塔双回线路的雷击故障选线与定位方法，属于电力系统继电保护技术领域。

背景技术

随着电网建设的发展，110kV输电线路在所有输电线路中所占的比重越来越大，其重要性不言而喻。根据云南省某有关研究院数据，云南省某一年内(2009-2010年)110kV及以上输电线路由雷击引起的跳闸事故共发生596次，占总跳闸次数的54.6％。其中500kV、220kV与110kV输电线路由雷击引起的跳闸事故次数分别39次、113次与444次。110kv输电线路由于在输电系统中占比较大，往往发生雷击的次数也较多。并且在建设中多使用同塔双回线路结构与部分同塔双回结构，以达到充分利用土地资源增加线路传输容量的目的。由于同塔双回线路杆塔结构与单回线路结构不同，往往杆塔较高、避雷线屏蔽性能较差，导致线路存在防雷性能整体降低等缺点。因此如何对雷击故障进行有效准确的选线和定位，确定改善同塔双回线路耐雷水平的方法对今后部分同塔双回线路的发展有着指导性的意义。

对于同塔双回线路国内外学者已有较多的研究。在故障定位方法方面，包含用电弧故障的转移特性与单端推导故障处参数构造故障测距公式故障进行定位。也有以故障前后端工频电压、电流的幅值研究对象，提出一种适用于同塔双回线路的故障测距新算法。还有在同塔双回线路解耦的基础上，利用序分量故障计算模型，提出了一种适用于开环网络的三端局部耦合双回输电线路故障分析方法。但经过大量验证该方法对于含闭环网络的部分同塔线路并不适用。虽然对于同塔双回线路故障定位技术各国学者已进行一定的研究，但现有研究分析大多数针对于全程同塔双回线路或仅针对某一特定的线路情况，而110kV部分同塔双回线路在实际运行中占有一定的比重，针对这一线路类型缺乏有效的分析，其对现有测距方法的适用性也有待研究，因此对于这一线路类型的分析对110kV系统的安全稳定运行具有极其重要的意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于110kV部分同塔双回线路的雷击故障选线与定位方法，通过利用雷击不同位置时各个量测端零模电流首波头极性同异的特点进行对雷击故障区段的定位，再根据耦合电流行波与初始故障行波到达某一量测端时间不同的原理进行故障测距。

本发明的技术方案是：一种基于110kV部分同塔双回线路的雷击故障选线与定位方法，首先对杆塔、雷电流、绝缘子进行参数设定，分别从行波传播过程与耦合电流传播过程的角度，利用雷击不同位置时各个量测端零模电流首波头极性同异的特点进行对雷击故障区段的定位，再根据耦合电流行波与初始故障行波到达某一量测端时间不同的原理，对雷击故障位置进行精准测距，最后利用单端测距对110kV部分同塔双回线路雷击故障定位的适用性进行分析，得出经简化后的线路模型利用单端测距法进行故障定位。

具体步骤为：

步骤1：对杆塔、雷电流、绝缘子进行参数设定

(1)杆塔：仿真模型选取型号为SZT-35的110kV同塔双回杆塔，采用多波阻抗模型模拟杆塔，杆塔模型中，多波阻抗的计算模型如下：

将杆塔划分为k段导体，k＝2,3,4…,n，n为圆柱导体数量，导体自阻抗为Z_T-kk，第k根与第l根之间距离为R_kl，互阻抗为Z_T-kl；