[发明专利]一种适用于含串联电抗器输电线路的故障测距方法和装置

说明书

本发明涉及一种适用于含串联电抗器输电线路的故障测距方法和装置，通过计算串抗补偿电压，利用串联电抗器比相式动作方程判断串联电抗器区内外故障，若为串抗内部故障直接输出测距结果，若为串抗外部线路故障，则采用基于串抗补偿电压的双端测距法输出测距结果，本发明解决了加装串联电抗器的线路参数不均匀分布导致传统双端测距原理失效的情况，有效提高含串联电抗器的输电线路故障测距精度，快速定位线路故障位置，减少运行人员巡线的工作量。

技术领域

本发明涉及一种适用于含串联电抗器输电线路的故障测距方法和装置，属于电力系统继电保护技术领域。

背景技术

现有以纵联差动保护作为主保护的线路保护装置所采用的故障测距方法主要有单端测距法与双端测距法两大类。其中，单端测距法通常采用阻抗法，即利用线路一端的电压电流量进行阻抗计算，这种测距方法对于两端系统和通道的要求较低，但易受过渡电阻和两侧系统阻抗变化的影响，无法保障测距精确度，故通常情况不作为线路保护故障测距的首选方法；双端测距法利用通道采集双端电气量，能够从理论上避免单端量无法消除的过渡电阻引起的误差，可以得到更加准确的测距结果，但双端测距除了依赖于纵联通道的状态，还是一种基于均匀分布线路参数的测距方法，当线路参数不对称时测距精度将大大降低。

随着电网规模的不断扩大和直流换流站的不断接入，负荷密度越来越高，导致了系统短路电流水平逐年增长，短路电流超标使得电网故障对设备损害较大，严重影响电力系统安全稳定运行。在短路电流超标的区域配置串联电抗器是改善局部短路电流水平的一种有效方法，国内华东电网等地应用这项技术均取得良好效果。其工作原理是通过在出线断路器加装串联电抗器，增大系统短路阻抗从而限制短路电流，以增强电路系统对风险的抵御能力。

现有高压线路保护装置所采用的传统双端测距方法基于均匀分布的线路参数，均匀传输导线线路阻抗Z_L与单位正序阻抗成正比。线路发生故障后，先进行故障选相，然后根据故障选相结果选取故障量信息以及对侧数据进行故障测距。如图1所示，以一种典型的正序分量双端测距方法为例：当发生区内故障时，图中U_f代表故障点电压，由两侧电气量分别计算故障点电压有

其中，k＝L_mf/L，L_mf为故障点距线路M侧距离，(图1中，L_nf为故障点距N侧距离；)L为线路全长，Z_L为线路全长阻抗，为M侧故障电压，为M侧故障电流，为N侧故障电压，为N侧故障电流，由可得：

但加装串抗(串联电抗器)的输电线路阻抗特性发生改变，其线路参数已不具备对称性，其等值电路如图2所示。当发生线路区内故障时，加装串抗的线路侧实际测量阻抗值包含串联电抗器阻抗Z_CK，M侧测量电压不再适用公式(1)和公式(3)，通常情况Z_CKZ_L，若依据传统双端测距原理公式(3)L_mf将大于线路全长L，由此得出，传统的双端测距将无法适应加装串抗线路，对于串联电抗器阻抗远大于线路阻抗的线路，传统保护装置的测距方法将完全失效。

发明内容

为克服上述不足，本发明提供一种适用于含串联电抗器输电线路的故障测距方法和装置，解决了加装串联电抗器输电线路的线路参数不均匀分布导致传统双端测距原理失效的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种适用于含串联电抗器输电线路的故障测距方法，包括步骤：

当含串联电抗器输电线路发生故障后，两侧线路保护装置若判定为区外故障，则两侧线路保护装置均无测距结果；若两侧线路保护装置判定为区内故障并正确选相后，则分别计算串抗补偿电压；