[发明专利]基于信号注入法的小电流接地系统单相接地故障测距方法

摘要

本发明涉及一种基于信号注入法的小电流接地系统单相接地故障测距方法，单相接地故障发生后，通过电压互感器二次侧向故障相短时注入一个恒频正弦电流信号，该电流会在故障线路上产生相应的压降，采用线路的分布参数模型，基于长线方程可写出线路首端注入信号电压、电流与故障点处注入信号电压、电流之间的关系式。另外，还可以写出故障点处注入信号电压、电流与过渡电阻的关系表达式。令过渡电阻虚部为0，求解复数方程，便可求得故障距离。本发明的优点在于：采用注入信号测距，不受系统结构、运行方式和消弧线圈的影响，采用线路的分布参数模型，不受分布电容的影响，测距结果具有较高的精度，且具有良好的抗过渡电阻能力。

主权项

1.一种基于信号注入法的小电流接地系统单相接地故障测距方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步：小电流接地系统发生单相接地故障后，根据相电压和零序电压的变化情况确定故障相别，启动信号源由电压互感器二次侧向系统注入频率恒定的正弦电流信号；第二步：通过各线路的零序电流互感器测量得到流过每条线路的注入信号电流，对这些电流幅值进行比较，最大值对应的线路即为故障线路；第三步：通过电压互感器测得注入电流在故障线路形成的电压降，通过故障线路的零序电流互感器测量得到注入到故障线路中的电流；设测量点到故障点之间的距离即故障距离为l，基于线路的分布参数模型和长线方程，列出测量点处注入信号电压、电流与故障点处注入信号电压、电流的关系表达式：U·1I·1=coshγlZcsinhγlsinhγlZccoshγlU·FI·F---(1)]]>其中，为线路首端测量点处的注入信号电压和电流相量，为线路的特征阻抗，为线路的传播系数，z₁、y₁为线路单位长度阻抗和导纳，为故障点处的注入信号电压和电流相量；设过渡电阻为R_g，配电线路总长度为L，故障点处注入信号电压电流的关系表达式：U·F=I·g·Rg=(I·F-I·Y)·Rg---(2)]]>其中，为流经过渡电阻R_g的注入电流，为故障点到线路末端的等效导纳电流，该值为：I·Y=U·F·YE=U·F·[y1·(L-l)]---(3)]]>其中，Y_E为故障点到线路末端的等效导纳，L为配电线路的总长度；注入电流在故障点处产生的电压还等于过渡电阻与流经过渡电阻的注入电流的乘积，由此得到过渡电阻与测量点的注入信号电压、电流以及故障距离l之间的关系表达式，即由公式(1)～(3)整理出过渡电阻R_g的表达式为：Rg=Zc-sinhγlU·1-ZccoshγlI·1coshγlU·1-ZcsinhγlI·1-γ(L-l)---(4)]]>第四步：上述表达式(4)为复数方程，该复数方程中包含过渡电阻和故障距离两个未知数，但由于过渡电阻呈阻性，故其虚部为0，据此求解复数方程得到故障距离l。