[发明专利]双回线路非同名相跨线接地故障定位方法

摘要

本发明公开了一种双回线路非同名相跨线接地故障定位方法，测量同杆并架双回线路I回线路保护安装处的故障相电压、故障相电流和零序电流，采用集中参数建模，计算同杆并架双回线路II回线路的零序电流，计算同杆并架双回线路I回线路的零序补偿电流，采用一维搜索方法依次计算同杆并架双回线路I回线路上每一点与非同名相跨线接地故障点的位置相对系数幅值，然后利用非同名相跨线接地故障点处位置相对系数幅值达到最小这一特性实现双回线路非同名相跨线接地故障精确测距，消除线间零序互感、过渡电阻和负荷电流对故障测距精度的影响，保护正方向出口发生双回线路非同名相跨线接地故障时无故障测距死区。

主权项

双回线路非同名相跨线接地故障定位方法，其特征在于，包括如下依序步骤：(1)保护装置测量同杆并架双回线路I回线路保护安装处的故障相电压故障相电流和零序电流其中，φ＝I回线路A相或I回线路B相或I回线路C相；(2)保护装置计算同杆并架双回线路I回线路的零序补偿电流$\mathrm{\Δ}\stackrel{\·}{I}={\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{I\φ}}+\frac{Z_{I0}-Z_{I1}}{Z_{I1}}{\stackrel{\·}{I}}_{I0}+\frac{Z_m}{3Z_{I1}}{\stackrel{\·}{I}}_{I0}(-\cos (r_1+r_2-\mathrm{\β})-j\sin (r_1+r_2-\mathrm{\β}))$其中，$r_1={\sin }^{-1}\left(\frac{a_3{b}_1}{\sqrt{{\left(a_3{b}_1\right)}^2+{\left(a_1{b}_3\right)}^2}}\right);r_2={\sin }^{-1}\left(\frac{a_1{b}_2-a_2{b}_1}{\sqrt{{\left(a_3{b}_1\right)}^2+{\left(a_1{b}_3\right)}^2}}\right);a_1=\mathrm{Re}\left(\frac{{\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{I\φ}}}{Z_{I1}}\right);b_1=\mathrm{Im}\left(\frac{{\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{I\φ}}}{Z_{I1}}\right);$$a_2=\mathrm{Re}({\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{I\φ}}+\frac{Z_{I0}-Z_{I1}}{Z_{I1}}{\stackrel{\·}{I}}_{I0});b_2=\mathrm{Im}({\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{I\φ}}+\frac{Z_{I0}-Z_{I1}}{Z_{I1}}{\stackrel{\·}{I}}_{I0});a_3=b_3=\left|\frac{Z_m}{3Z_{I1}}{\stackrel{\·}{I}}_{I0}\right|;\mathrm{\β}=\mathrm{Arg}\left(\frac{Z_m}{3Z_{I1}}{\stackrel{\·}{I}}_{I0}\right);$Z_m为同杆并架双回线路I回线路与同杆并架双回线路II回线路之间的零序互感；Z_I0为同杆并架双回线路I回线路的零序阻抗；Z_I1为同杆并架双回线路I回线路的正序阻抗；φ＝I回线路A相或I回线路B相或I回线路C相；为的实部；为的虚部；为的实部；为的虚部；j为复数算子；(3)保护装置选取故障距离初始值为l_x，计算距离同杆并架双回线路I回线路保护安装处l_x点的故障相电压$\stackrel{\·}{U}\left(l_x\right)={\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{I\φ}}-\frac{l_x}{l}{Z}_{I1}\mathrm{\Δ}\stackrel{\·}{I};$(4)保护装置计算非同名相跨线接地故障点与距离同杆并架双回线路I回线路保护安装处l_x点的位置相对系数幅值$p\left(l_x\right)=\left|\frac{\frac{\mathrm{Re}\left({\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{I\φ}}\right)\mathrm{Im}\left(\frac{Z_{I1}}{l}\mathrm{\Δ}\stackrel{\·}{I}\right)-\mathrm{Im}\left({\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{I\φ}}\right)\mathrm{Re}\left(\frac{Z_{I1}}{l}\mathrm{\Δ}\stackrel{\·}{I}\right)}{\mathrm{Im}\left(\frac{Z_{I1}}{l}\mathrm{\Δ}\stackrel{\·}{I}\right)\mathrm{Re}({\stackrel{\·}{I}}_{I0}+{\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{II}0})-\mathrm{Re}\left(\frac{Z_{I1}}{l}\mathrm{\Δ}\stackrel{\·}{I}\right)\mathrm{Im}({\stackrel{\·}{I}}_{I0}+{\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{II}0})}({\stackrel{\·}{I}}_{I0}+{\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{II}0})-\stackrel{\·}{U}\left(l_x\right)}{\frac{Z_{I1}}{l}\mathrm{\Δ}\stackrel{\·}{I}}\right|;$其中，l为同杆并架双回线路I回线路长度；Z_I1为同杆并架双回线路I回线路的正序阻抗；为同杆并架双回线路II回线路的零序电流，且φ＝I回线路A相或I回线路B相或I回线路C相；为的实部；为的虚部；为的实部；为的虚部；为的实部；为的虚部；(5)故障距离l_x以固定步长Δl递增，返回步骤(3)，依次计算同杆并架双回线路I回线路上每一l_x点的位置相对系数幅值$p\left(l_x\right)=\left|\frac{\frac{\mathrm{Re}\left({\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{I\φ}}\right)\mathrm{Im}\left(\frac{Z_{I1}}{l}\mathrm{\Δ}\stackrel{\·}{I}\right)-\mathrm{Im}\left({\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{I\φ}}\right)\mathrm{Re}\left(\frac{Z_{I1}}{l}\mathrm{\Δ}\stackrel{\·}{I}\right)}{\mathrm{Im}\left(\frac{Z_{I1}}{l}\mathrm{\Δ}\stackrel{\·}{I}\right)\mathrm{Re}({\stackrel{\·}{I}}_{I0}+{\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{II}0})-\mathrm{Re}\left(\frac{Z_{I1}}{l}\mathrm{\Δ}\stackrel{\·}{I}\right)\mathrm{Im}({\stackrel{\·}{I}}_{I0}+{\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{II}0})}({\stackrel{\·}{I}}_{I0}+{\stackrel{\·}{I}}_{\mathrm{II}0})-\stackrel{\·}{U}\left(l_x\right)}{\frac{Z_{I1}}{l}\mathrm{\Δ}\stackrel{\·}{I}}\right|,$直至同杆并架双回线路I回线路全长；(6)保护装置选取同杆并架双回线路I回线路上位置相对系数幅值p(l_x)最小对应的点即为同杆并架双回线路I回线路与II回线路的非同名相跨线接地故障点。