[发明专利]一种架空线‑高压电缆混合线路故障定位方法

摘要

本发明提供了一种架空线‑高压电缆混合线路故障定位方法，包括(1)分别测量线路两侧M、N端点的三相电压、电流相量，运用对称分量法分别计算出两侧的负序电压、负序电流、正序电压、正序电流；(2)根据负序电压，判断故障类型；(3)若为非对称故障，由双端电气量M侧和N侧的三相电压、电流相量分别计算沿线各点负序电压幅值，负序电压幅值相等的点即是故障点；(4)若为三相对称故障，采用正序电压变化量幅值比较的方法进行故障定位，正序电压幅值变化量相等的点即是故障点。本发明针对架空线‑电缆混联线路的参数特性，不要求双端电气量同步，不需要先进行故障区段判断，不存在伪根识别问题，故障位置搜索过程中可采用各种快速搜索算法。

主权项

一种架空线‑高压电缆混合线路故障定位方法，其特征在于，所述方法包括：(1)分别测量线路两侧M、N端点的三相电压、电流相量；运用对称分量法分别计算出两侧的负序电压、负序电流、正序电压、正序电流；(2)根据所述负序电压，判断故障类型；(3)若为非对称故障，由双端电气量M侧和N侧的三相电压、电流相量分别计算沿线各点负序电压幅值然后进行比较，负序电压幅值相等的点即是故障点；(4)若为三相对称故障，采用正序电压变化量幅值比较的方法进行故障定位，正序电压幅值变化量相等的点即是故障点；所述步骤(1)中：线路保护装置测量所述线路两侧M、N端点的三相电压和电流相量所述计算包括线路两侧的负序电压负序电流正序电压正序电流其中各参数的下标1表示正序参数，下标2表示负序参数；所述步骤(3)中，所述非对称故障，由双端电气量分别计算沿线各点负序电压幅值然后进行比较，包括：以所述M端点为测量点，由故障相的负序电压负序电流计算M点的负序前行波和负序反行波的幅值和相位；所述前行波为：F·m2=U·m2+ZC2I·m2]]>所述反行波为：B·m2=U·m2-ZC2I·m2]]>其中，为参数均匀架空线路负序波阻抗；R2为参数均匀架空线路负序电阻；L2为参数均匀架空线路负序电感；G2为参数均匀架空线路负序电导；C2为参数均匀架空线路负序电容；ω＝2πf，f为交流电频率；i为虚部；按设定步长Δx，以快速搜索算法计算故障线路中任一点x的负序行波幅值衰减和相位延迟A2(x)；A2(x)=e-γ2x=e-β2x∠(-α2x)]]>其中，为负序衰减常数；β2为负序衰减常数的实部；α2为负序衰减常数的虚部；A2(x)的相位延迟与计算点距离x成正比,而其中的幅值衰减部分与故障点距离为指数关系；将幅值衰减部分采用泰勒级数展开:|A2(x)|=e-β2x=1-β2x+0.5β2x2...]]>其中，|A2(x)|为负序行波幅值衰减的幅值；其中β值非常小，在线路不是特别长的情况下上式采用线性等效；|A2(x)|=e-β2x≈1-β2x]]>由负序行波幅值衰减和相位延迟，计算沿线负序电压U·xM2=12(F·m2A2(x)+B·m2/A2(x))]]>由沿线负序电压计算沿线负序电压的幅值|U·xM2|=|12(F·m2A2(x)+B·m2/A2(x))|]]>以所述N端点为测量点,同理可得沿线负序电压的幅值为N点的负序前行波，为N点负序反行波；比较幅值若相等，则x为故障距离，若不相等，按设定步长Δx变化x，继续计算沿线负序电压，至幅值相等终止计算，此时x为故障距离；所述步骤(4)中，所述三相对称故障，采用正序电压变化量幅值比较的方法进行故障定位，包括：以所述M端点为测量点，由故障相的正序电压正序电流计算M点的正序前行波和正序反行波的幅值和相位；所述前行波为：F·m1=U·m1+ZC1I·m1]]>所述反行波为：B·m1=U·m1-ZC1I·m1]]>其中，为参数均匀架空线路正序波阻抗；R1为参数均匀架空线路正序电阻；L1为参数均匀架空线路正序电感；G1为参数均匀架空线路正序电导；C1为参数均匀架空线路正序电容；ω＝2πf，f为交流电频率；i为虚部；按设定步长Δx，以快速搜索算法计算故障线路中任一点x的正序行波幅值衰减和相位延迟A1(x)；A1(x)=e-γ1x=e-β1x∠(-α1x)]]>其中，为正序衰减常数；β1为正序衰减常数的实部；α1为正序衰减常数的虚部；A1(x)的相位延迟与计算点距离x成正比,而其中的幅值衰减部分与故障点距离为指数关系；将幅值衰减部分采用泰勒级数展开:|A1(x)|=e-β1x=1-β1x+0.5β1x2...]]>其中β值非常小，在线路不是特别长的情况下上式采用线性等效；|A1(x)|=e-β1x≈1-β1x]]>其中，|A1(x)|为正序行波幅值衰减的幅值；由正序行波幅值衰减和相位延迟，计算沿线正序电压U·xM1=12(F·m1A1(x)+B·m1/A1(x))]]>正序电压变化量采用故障后测量点电压相量减去故障前电压相量的方法获得，故障后和故障前相量时延相差整周波的倍数；ΔU·xM1=U·xM1(t)-U·xM1(t-RT)]]>其中，t为测量时刻；T为一周波的时间；R为相差周波的倍数；由正序电压变化量计算沿线正序电压变化量的幅值|ΔU·xM1|=|U·xM1(t)-U·xM1(t-RT)|]]>以所述N端点为测量点,同理可得沿线正序电压变化量为以N端点为测量点的沿线正序电压；比较正序电压变化量幅值若相等，则x为故障距离，若不相等，按设定步长Δx变化x，继续计算沿线正序电压变化量，至变化量幅值相等终止计算，此时x为故障距离。