[发明专利]基于纵向阻抗的T型线路故障测距方法

说明书

本发明公开的基于纵向阻抗的T型线路故障测距方法，首先，在T型高压输电线路的等效单相R‑L形的电路图上，将三端的电路设置为三条双端线路，利用纵向阻抗与故障距离的线性关系得到三个判据，从而确定故障分支。继而，增加原有的第三条电流，初次确定出故障距离的表达式x₁₀；将T型输电线路中分布电容考虑在内，并利用初测结果x₁₀，修正故障点左右两侧的等效∏形线路，得到T型输电线路中的精确故障距离表达式x₁₁。本发明公开的方法原理清晰，计算过程相对简明，能够适应不同运行环境以及线路结构要求，包括T节点附近测距困难的问题，而分两步进行的故障定位不仅测距精度高且使用范围广。

技术领域

本发明属于交流输电线路继电保护领域，具体涉及一种基于纵向阻抗的T型线路故障测距方法。

背景技术

T型线路以其加快工程建设、提高运行效率、节省土地资源等优点，在高压电网的建设中，越来越受青睐。同时，它也呈现输电利用率高，用户涉及面广的优势，然而一旦发生内部故障，所造成的停电影响也相对较大。

目前，T型线路的故障测距方法主要分两步：首先确定故障分支，其次利用成熟的双端故障测距方法确定故障位置。其中采用的方法包括行波法和故障分析法，行波法建立整套完善的方法需要专门的设备投资，提高了故障测距成本，并且首波难以准确捕捉。而常规的故障分析法中存在分支判别失误、计算形式复杂、受分布电容和直流分量影响大等因素。

因此，在高效的继电保护基础上辅以有效的故障测距算法，缩短检修时间并快速恢复供电具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于纵向阻抗的T型线路故障测距方法，在有效判别故障支路的同时，简化计算，提高测距的精度，解决了行波法设备投资成本高，传统方法中存在故障分支判别有误的问题。

本发明所采用的技术方案是，基于纵向阻抗的T型线路故障测距方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，在T型高压输电线路的等效单相R-L形的电路图上，将三端的电路设置为三条双端线路，利用纵向阻抗与故障距离的线性关系得到三个判据，从而确定故障分支；

步骤2，增加原有的第三条电流，初次确定出故障距离x₁₀的表达式，得到故障分支上故障点距离该故障支路母线端的距离；

步骤3，在R-L单相电路模型的基础上，将T型输电线路中分布电容考虑在内，并利用初测结果x₁₀，修正故障点左右两侧的等效∏形线路，并调整各端电流，修正步骤2得到T型输电线路故障距离，得到精确故障距离x₁₁的表达式。

本发明的其他特点还在于，

步骤1的具体过程如下：

步骤1.1，定义M、N、P端为输电线路为三个测量端，T为三条分支线路的节点，分别是解耦后的三端工频电压故障分量，分别为三端的工频电流故障分量，为a、b、c相；Z_1M、Z_1N、Z_1P分别为M、N、P端解耦后的正序系统阻抗；分别为MT、NT、PT支路单位长度的正序阻抗；和分别为故障点等效工频电压和故障电流；为故障点线路的实际电压；R_F为故障电阻；D₁、D₂、D₃分别为线路MT、NT、PT的地理长度，为T节点对应的电压故障分量；

分别设置PT分支电流不影响MT和TN组成的两端线路、NT分支电流不影响MT和TP组成的两端线路、MT分支电流不影响NT和TP组成的两端线路，根据纵向阻抗原理，得到线路两端解耦后三个故障分量的电压差及与之对应的三个电流和构成三个纵向阻抗的表达式如式(1)-式(3)所示：