專利名稱：用于確定相接地故障的位置的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)電網(wǎng)中的接地故障進(jìn)行定位。
背景技術(shù)：
配電網(wǎng)的饋電線典型地由多種不同類型的架空線和/或電纜區(qū)段組成。這就意味著在電力方面來說，饋電線具有非同質(zhì)性。
根據(jù)導(dǎo)體類型和構(gòu)造的不同，導(dǎo)體參數(shù)(電阻、電感和電容)會(huì)有很大的不同。特別是架空線與電纜的參數(shù)是彼此不同的。典型地，電纜上的正序阻抗角遠(yuǎn)小于架空線上的正序阻抗角。此外，不同類型的架空線也各不相同。對(duì)于電纜而言也是相同的情況。
本質(zhì)上，基于阻抗的故障定位算法的結(jié)果是到達(dá)故障的電長(zhǎng)度，也就是說，其結(jié)果具有(環(huán)路)阻抗的形式。圖1示出了位于電線(饋電線)的F點(diǎn)處的相接地(phase-to-earth)故障的故障環(huán)路模型。對(duì)于相接地故障來說，故障環(huán)路阻抗為ZLoop＝d·(Z1+ZN)+RF(1)其中，d＝每單位值(0...1)的故障位置Z1＝線路的正序阻抗＝R1+j·X1R1＝線路的正序電阻X1＝線路的正序電抗ZN＝線路的接地返回路徑阻抗＝(Z0-Z1)/3＝RN+j·XNRN＝線路的接地返回路徑電阻＝(R0-R1)/3XN＝線路的接地返回路徑電抗＝(X0-X1)/3Z0＝線路的零序阻抗＝R0+j·X0R0＝線路的零序電阻X0＝線路的零序電抗
RF＝故障電阻。對(duì)于相接地環(huán)路來說，其典型地包括電弧電阻和塔基(tower footing)電阻。
在非同質(zhì)性線路的情況下，各單獨(dú)線路區(qū)段的阻抗是不同的，而線路阻抗等于各區(qū)段的阻抗之和Z1＝Z1A+Z1B+Z1C+...
ZN＝ZNA+ZNB+ZNC+...
其中，Z1A＝A區(qū)段的正序阻抗Z1B＝B區(qū)段的正序阻抗Z1C＝C區(qū)段的正序阻抗ZNA＝A區(qū)段的接地返回路徑阻抗ZNB＝B區(qū)段的接地返回路徑阻抗ZNC＝C區(qū)段的接地返回路徑阻抗結(jié)果，到故障的電距離(歐姆值)不能被直接轉(zhuǎn)換成物理距離，比如英里、千米或每單位值。然而，盡管配電線在大多數(shù)情況下是非同質(zhì)性的，但是應(yīng)用在保護(hù)繼電器中的阻抗算法通常不將此考慮在內(nèi)，這就有可能在故障位置估計(jì)中產(chǎn)生相當(dāng)大的誤差。
文獻(xiàn)US 6,483,435揭示了一種用于配電網(wǎng)的故障定位的方法和裝置。在所揭示的解決方案中，饋電線的非同質(zhì)性被考慮在內(nèi)。然而，由于例如饋電線上的各個(gè)單獨(dú)負(fù)載被考慮在內(nèi)，因此該方法的計(jì)算量相當(dāng)大。
文獻(xiàn)“A review of impedance-based fault locating experience”(Edmund O.Schweitzer，14thannual Iowa-Nebraska system protection seminar，1990年10月16日，Omaha，Nebraska)揭示了一種對(duì)非同質(zhì)性線路上的接地故障進(jìn)行定位的計(jì)算程序。這種解決方案的計(jì)算量也很大，因此難以在保護(hù)繼電器中實(shí)施。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種方法和執(zhí)行該方法的設(shè)備，以用來克服或者至少是減輕上述問題。本發(fā)明的該目的通過獨(dú)立權(quán)利要求1、5和10所述的方法、系統(tǒng)以及計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品來實(shí)現(xiàn)。各從屬權(quán)利要求揭示本發(fā)明的各優(yōu)選實(shí)施例。
本發(fā)明基于這樣的思想首先確定電線的故障區(qū)段，然后基于故障環(huán)路的電抗以及預(yù)先確定的各線路區(qū)段的正序電抗和接地返回路徑電抗來確定到故障的距離。
本發(fā)明的方法和系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于在不顯著增加所需計(jì)算量的情況下就可以在非同質(zhì)性線路上精確地確定對(duì)于相接地故障的位置的估計(jì)。


下面結(jié)合附圖并借助各優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體描述。其中圖1是電線上的相接地故障的故障環(huán)路的等效電路；圖2是示出其中可以使用本發(fā)明的電網(wǎng)的圖示；圖3是示出其中可以使用本發(fā)明的電網(wǎng)的圖示；以及圖4A、4B和4C是示出各種架空線的構(gòu)造的圖示。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的方法和系統(tǒng)的用途不局限于任何特定的系統(tǒng)，它們可被用在各種三相電系統(tǒng)中以便確定電網(wǎng)的三相電線中的相接地故障的位置。例如，所述電線可以是饋電線。所述電網(wǎng)可以是輸電網(wǎng)或配電網(wǎng)或者其中的組件。此外，本發(fā)明的用途不局限于采用50或60Hz基頻的系統(tǒng)并且不局限于任何特定的電壓電平。
圖2是示出其中可以使用本發(fā)明的電網(wǎng)的圖示。圖中只示出了理解本發(fā)明所必需的組件。該示例網(wǎng)絡(luò)可以是饋通了包括變壓器10和母線20的變電站(substation)的中壓(例如20kV)配電網(wǎng)。圖中還示出了電線引出口(outlet)，即包括30a、30b和30c三個(gè)區(qū)段的饋電線30。圖中還示出了位于電線30的開頭的保護(hù)繼電器單元40。需要注意的是，該網(wǎng)絡(luò)中可以有任意數(shù)目的饋電線或其它網(wǎng)絡(luò)元件。還可能有幾個(gè)饋電變電站。此外，本發(fā)明可以用于沒有變壓器10的開關(guān)站(switching station)。雖然該網(wǎng)絡(luò)是三相網(wǎng)絡(luò)，但是為了清楚起見，在圖中沒有示出各相。
本發(fā)明的功能可以通過其中具有適當(dāng)軟件的計(jì)算機(jī)或者相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)處理設(shè)備(比如通用數(shù)字信號(hào)處理器(DSP))來實(shí)現(xiàn)。利用專用集成電路或者相應(yīng)的組件和裝置也可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。本發(fā)明可以在現(xiàn)有的系統(tǒng)元件(例如各種保護(hù)繼電器)中實(shí)現(xiàn)，或者通過使用分離的元件或裝置來實(shí)現(xiàn)。如果本發(fā)明的功能通過軟件實(shí)現(xiàn)，則所述軟件可以是包括計(jì)算機(jī)程序代碼的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，當(dāng)在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行所述計(jì)算機(jī)程序代碼時(shí)，其使得該計(jì)算機(jī)或相應(yīng)的信號(hào)處理器執(zhí)行本發(fā)明的功能，正如下面將描述的那樣。這樣的計(jì)算機(jī)程序代碼可以被存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中(例如適當(dāng)?shù)拇鎯?chǔ)器裝置，比如閃存或盤存儲(chǔ)器)，可以從所述計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中將所述計(jì)算機(jī)程序代碼加載到執(zhí)行該程序代碼的一個(gè)或多個(gè)單元。另外，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的所述計(jì)算機(jī)程序代碼可以通過例如適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)被加載到執(zhí)行該程序代碼的一個(gè)或多個(gè)單元中，并且其可以替換或者更新可能已經(jīng)存在的程序代碼。在圖2的示例系統(tǒng)中，本發(fā)明的功能優(yōu)選地被設(shè)置在繼電器單元40中。也可能在單元40中僅僅執(zhí)行某些測(cè)量，然后將結(jié)果傳輸至其他位置處的其它單元(圖中未示出)以進(jìn)行進(jìn)一步處理。
下面用到的電流值和電壓值優(yōu)選地是通過適當(dāng)?shù)臏y(cè)量安排得到的，所述測(cè)量安排例如包括連接到電力系統(tǒng)的各相的電流和電壓變換器(圖中未示出)。在大多數(shù)現(xiàn)有的保護(hù)系統(tǒng)中，這些值很容易得到，因此本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)方式不一定需要任何單獨(dú)的測(cè)量安排。這些值是如何獲得的與本發(fā)明的基本思想沒有關(guān)系，其取決于所要監(jiān)控的特定電力系統(tǒng)。可以用例如與電線30相關(guān)聯(lián)的保護(hù)繼電器40來檢測(cè)三相電線30上的相接地故障，并且識(shí)別相應(yīng)的故障相。如何檢測(cè)相接地故障以及如何識(shí)別相應(yīng)的故障相的特定方式與本發(fā)明的基本思想無關(guān)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，一旦在電線(饋電線)30上檢測(cè)出相接地故障并且識(shí)別出相應(yīng)的故障相，考慮到饋電線30的非同質(zhì)性，該相接地故障的位置可以優(yōu)選地按照下面的步驟確定。首先，在測(cè)量點(diǎn)處確定由該相接地故障形成的故障環(huán)路的電抗。在圖2所示的示例系統(tǒng)中，該測(cè)量點(diǎn)可以是位于電線30的開頭的繼電器單元40。然后，確定電線30上的故障區(qū)段30a、30b或30c，也就是發(fā)生接地故障的區(qū)段。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，電線30的故障區(qū)段被確定為這樣的區(qū)段如果所討論區(qū)段的正序電抗及接地返回路徑電抗與所討論區(qū)段和測(cè)量點(diǎn)之間的各區(qū)段(如果存在的活)的正序電抗及接地返回路徑電抗的總和大于或等于所確定的故障環(huán)路電抗，則對(duì)于所有這樣的所討論區(qū)段來說，電線30的故障區(qū)段被確定為最靠近測(cè)量點(diǎn)的那個(gè)所討論區(qū)段30a、30b或30c。換句話說，如果下列條件成立，則該故障區(qū)段被確定為電線30的區(qū)段30a、30b或30c所討論區(qū)段的正序電抗和接地返回路徑電抗+測(cè)量點(diǎn)與所討論區(qū)段之間的各區(qū)段(如果存在的話)的正序電抗和接地返回路徑電抗≥所確定的故障環(huán)路的電抗；以及如果使上述等式成立的電線30的區(qū)段數(shù)目多于一個(gè)，則滿足上述等式的各區(qū)段中距離測(cè)量點(diǎn)最近的一個(gè)被確定為故障區(qū)段。
最后，可以根據(jù)下面的公式計(jì)算測(cè)量點(diǎn)與故障點(diǎn)之間的距離DD＝Dp+((XLoop-XP)/XF)·DF，其中XLoop＝故障環(huán)路的電抗XP＝測(cè)量點(diǎn)與電線的故障區(qū)段之間的各區(qū)段(如果存在的話)的正序電抗和接地返回路徑電抗的總和XF＝電線的故障區(qū)段的正序電抗和接地返回路徑電抗的總和DP＝測(cè)量點(diǎn)與電線的故障區(qū)段之間的各區(qū)段(如果存在的話)的總長(zhǎng)度DF＝電線的故障區(qū)段的長(zhǎng)度。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，例如根據(jù)下面的公式來確定接地故障環(huán)路的電抗。然而，應(yīng)當(dāng)注意的是，確定故障環(huán)路的電抗的具體方式與本發(fā)明的基本思想無關(guān)。
XLoop＝dpu·(X1+XN)，其中dpu=Im(U‾X)·Re(I‾X)-Re(U‾X)·Im(I‾X)Im(Z‾1·I‾X)·Re(I‾X)-Re(Z‾1·I‾X)·Im(I‾X)-Re(Z‾N·I‾N)·Im(I‾X)+Im(Z‾N·I‾N)·Re(I‾X)]]>dpu＝每單位的故障距離UX＝線路的故障相的相電壓相量(phasor)Z1＝正序線路阻抗(Ω)＝R1+j·X1R1＝正序線路電阻(Ω)X1＝正序線路電抗(Ω)XN＝線路的接地返回路徑電抗＝(X0-X1)/3IX＝線路的故障相的相電流相量ZN＝線路的接地返回路徑阻抗(Ω)＝(Z0-Z1)/3
Z0＝零序線路阻抗(Ω)＝R0+j·X0R0＝零序線路電阻(Ω)X0＝零序線路電抗(Ω)IN＝線路的接地返回路徑電流相量(＝IL1+IL2+IL3，其中IL1、IL2和IL3是線路的三相的電流相量)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，電線30的故障區(qū)段30a、30b或30c是按照如下步驟確定的逐步地、逐區(qū)段地從最靠近測(cè)量點(diǎn)的區(qū)段開始，將所討論區(qū)段的正序電抗及接地返回路徑電抗與測(cè)量點(diǎn)和所討論區(qū)段之間的各區(qū)段(如果存在的話)的正序電抗及接地返回路徑電抗的總和與所確定的故障環(huán)路的電抗相比較，直到所述總和超出或等于所確定的故障環(huán)路的電抗。下面針對(duì)圖2所示的電線30描述該逐步比較程序的例子，其中電線30包括30a、30b和30c三個(gè)區(qū)段。然而，該方法是通用的，并且適用于任意數(shù)目的線路區(qū)段。長(zhǎng)度D的單位可以是例如千米或英里。這些區(qū)段的正序電抗[歐姆]分別是X1A、X1B和X1C。這些區(qū)段的接地返回路徑電抗[歐姆]分別是XNA、XNB和XNC。這些區(qū)段的長(zhǎng)度分別是DA、DB和DC。一旦檢測(cè)出相接地故障并且識(shí)別出故障相，所述程序優(yōu)選地按照如下步驟進(jìn)行步驟0確定XLoop，即由該相接地故障形成的故障環(huán)路的電抗(等式1中的ZLoop的虛部)步驟1如果XLoop≤(X1A+XNA)，則故障距離D為D＝(XLoop/(X1A+XNA))·DA。否則，繼續(xù)到步驟2。
步驟2如果XLoop≤((X1A+XNA)+(X1B+XNB))，故障距離D為D＝DA+((XLoop-(X1A+XNA))/(X1B+XNB))·DB。否則，繼續(xù)到步驟3。
步驟3故障距離D為D＝DA+DB+((XLoop-(X1A+XNA)-(X1B+XNB))/(X1C+XNC))·DC根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，當(dāng)電線包括并聯(lián)支路并且電線的故障區(qū)段被確定為位于這樣一個(gè)并聯(lián)支路的區(qū)段上時(shí)，為其中的每一個(gè)并聯(lián)支路確定替換的故障區(qū)段以及測(cè)量點(diǎn)與故障點(diǎn)之間的距離。圖3示出了電線31的例子，它包括三個(gè)區(qū)段31a、31b和31c。線路31在區(qū)段31a后面分開支路，支路31b和31c相互并聯(lián)。這樣，區(qū)段31a、31b和31c也可以被配置為31a+31b和31a+31c。在這種情況下，如果故障點(diǎn)位于分支點(diǎn)的后面，也就是說位于區(qū)段31b或31c上，則優(yōu)選地計(jì)算兩個(gè)替換的故障位置；一個(gè)位于區(qū)段31b上，另一個(gè)位于區(qū)段31c上。換句話說，如果使用上述的逐步程序，則優(yōu)選地分別對(duì)結(jié)構(gòu)31a+31b和31a+31c進(jìn)行計(jì)算，除非故障位置被確定為在區(qū)段31a上，如此則不必繼續(xù)進(jìn)一步的計(jì)算。當(dāng)替換故障位置被確定后，隨后可以使用關(guān)于系統(tǒng)的其他信息來確定對(duì)實(shí)際故障位置的選擇。雖然圖3為了清楚起見示出了只具有兩條支路31b和31c的簡(jiǎn)單的線路結(jié)構(gòu)，但是本發(fā)明的上述實(shí)施例可以被應(yīng)用到更復(fù)雜的線路結(jié)構(gòu)中，其中可以存在大量的支路并且這些支路本身還可以具有子支路。
在上述計(jì)算中，假設(shè)各區(qū)段的正序電抗和接地返回路徑電抗是已知的。精確的故障定位需要對(duì)于線路電抗的精確的設(shè)置值。各線路區(qū)段的正序電抗值通常是已知的，或者可以通過數(shù)據(jù)表容易地得到。由于架空線的數(shù)據(jù)表值只對(duì)特定的塔結(jié)構(gòu)有效，因此可能需要保護(hù)系統(tǒng)的用戶或操作者根據(jù)實(shí)際的安裝結(jié)構(gòu)對(duì)數(shù)據(jù)表電抗值進(jìn)行調(diào)整，以便最小化由于不精確的設(shè)置而造成的故障定位誤差。圖4A、4B和4C示出了多種架空線結(jié)構(gòu)。在這些圖中，三相電力系統(tǒng)的三相被表示為L(zhǎng)1、L2和L3?？梢愿鶕?jù)例如下面的適用于三相銅或鋁架空線的等式來計(jì)算正序電抗X1≈fn·2π·10-4·(2·lnaenr+0.5)]]>[ohm/km]其中，fn＝基頻，例如50或60Hz axy＝X相與Y相之間的距離[m]r＝單個(gè)導(dǎo)體的半徑[m]ln＝自然對(duì)數(shù)相應(yīng)的零序電抗值取決于實(shí)際的安裝條件和結(jié)構(gòu)。然而，利用下面的適用于沒有地線的三相架空線的等式進(jìn)行相當(dāng)簡(jiǎn)單的計(jì)算，就可以獲得足夠的精度R0[50Hz]≈R1+0.14804[Ω/km]R0[60Hz]≈R1+0.17765[Ω/km]
X0≈fn·4π·10-4·(3·lnWren+0.25)]]>[Ω/km]其中R1＝導(dǎo)體的AC電阻 [Ω/km]fn＝基頻 [Hz] ρearth＝地電阻率[Ω，m] r＝單個(gè)導(dǎo)體的半徑[m]axy＝相X與相Y之間的距離[m]利用上述的正序電抗和零序電抗可以計(jì)算出接地返回路徑電抗。然而，應(yīng)當(dāng)注意的是，如何確定正序電抗與接地返回路徑電抗與本發(fā)明的基本思想無關(guān)。
隨著技術(shù)的發(fā)展，本發(fā)明的思想可以以各種方式實(shí)現(xiàn)，這對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的。本發(fā)明及其實(shí)施例在權(quán)利要求書的范圍內(nèi)可以有所變化，而不局限于上面所列舉的例子。
權(quán)利要求
1.一種用于確定電網(wǎng)的三相電線中的相接地故障的位置的方法，其中所述電線包括兩個(gè)或更多區(qū)段，每個(gè)區(qū)段具有預(yù)定的正序電抗和接地返回路徑電抗，該方法包括檢測(cè)該電線上的相接地故障；識(shí)別該電線的故障相；以及在測(cè)量點(diǎn)處確定由該相接地故障形成的故障環(huán)路的電抗，其特征在于，該方法進(jìn)一步包括將該電線的故障區(qū)段確定為這樣的區(qū)段如果所討論區(qū)段的正序電抗及接地返回路徑電抗與所述測(cè)量點(diǎn)和所討論區(qū)段之間的各區(qū)段(如果存在的話)的正序電抗及接地返回路徑電抗的總和大于或等于所確定的故障環(huán)路的電抗，則對(duì)于所有這樣的所討論區(qū)段來說，所述故障區(qū)段被確定為最靠近該測(cè)量點(diǎn)的所討論區(qū)段；以及根據(jù)下面的公式計(jì)算該測(cè)量點(diǎn)與故障點(diǎn)之間的距離DD＝Dp+((XLoop-XP)/XF)·DF，其中XLoop＝該故障環(huán)路的電抗XP＝該測(cè)量點(diǎn)與電線的該故障區(qū)段之間的各區(qū)段(如果存在的話)的正序電抗和接地返回路徑電抗的總和XF＝電線的該故障區(qū)段的正序電抗和接地返回路徑電抗的總和DP＝該測(cè)量點(diǎn)與電線的該故障區(qū)段之間的各區(qū)段(如果存在的話)的總長(zhǎng)度DF＝電線的該故障區(qū)段的長(zhǎng)度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述故障環(huán)路的電抗由下面的公式確定XLoop＝dpu·(X1+XN)，其中dpu=Im(U‾X)·Re(I‾X)-Re(U‾X)·Im(I‾X)Im(Z‾1·I‾X)·Re(I‾X)-Re(Z‾1·I‾X)·Im(I‾X)-Re(Z‾N·I‾N)·Im(I‾X)+Im(Z‾N·I‾N)·Re(I‾X)]]>其中UX＝線路的故障相的相電壓相量Z1＝正序線路阻抗R1＝正序線路電阻X1＝正序線路電抗XN＝線路的接地返回路徑電抗IX＝線路的故障相的相電流相量ZN＝線路的接地返回路徑阻抗Z0＝零序線路阻抗R0＝零序線路電阻X0＝零序線路電抗IN＝接地返回路徑電流相量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于，所述電線的所述故障區(qū)段是按照如下步驟確定的逐步地、逐區(qū)段地從最靠近所述測(cè)量點(diǎn)的區(qū)段開始，將所討論區(qū)段的正序電抗及接地返回路徑電抗與該測(cè)量點(diǎn)和所討論區(qū)段之間的各區(qū)段(如果存在的話)的正序電抗及接地返回路徑電抗的總和與所確定的故障環(huán)路的電抗相比較，直到所述總和超出或等于所確定的故障環(huán)路的電抗。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3的方法，其特征在于，當(dāng)所述電線包括并聯(lián)支路并且該電線的所述故障區(qū)段被確定為位于這樣的支路的區(qū)段上時(shí)，為其中的每一個(gè)并聯(lián)支路確定替換的故障區(qū)段以及所述測(cè)量點(diǎn)與故障點(diǎn)之間的距離。
5.一種用于確定電網(wǎng)的三相電線中的相接地故障的位置的系統(tǒng)，所述電線(30；31)包括兩個(gè)或更多區(qū)段(30a，30b，30c；31a，31b，31c)，每個(gè)區(qū)段都具有預(yù)定的正序電抗和接地返回路徑電抗，該系統(tǒng)被配置為檢測(cè)該電線(30；31)上的相接地故障；識(shí)別該電線的故障相；以及在測(cè)量點(diǎn)處確定由該相接地故障形成的故障環(huán)路的電抗，其特征在于，該系統(tǒng)被進(jìn)一步配置為將該電線(30；31)的故障區(qū)段確定為這樣的區(qū)段(30a，30b，30c；31a，31b，31c)如果所討論區(qū)段的正序電抗及接地返回路徑電抗與所述測(cè)量點(diǎn)和所討論區(qū)段之間的各區(qū)段(如果存在的話)的正序電抗及接地返回路徑電抗的總和大于或等于所確定的故障環(huán)路的電抗，則對(duì)于所有這樣的所討論區(qū)段來說，所述故障區(qū)段被確定為最靠近該測(cè)量點(diǎn)的所討論區(qū)段；以及根據(jù)下面的公式計(jì)算該測(cè)量點(diǎn)與故障點(diǎn)之間的距離DD＝Dp+((XLoop-XP)/XF)·DF，其中XLoop＝該故障環(huán)路的電抗XP＝該測(cè)量點(diǎn)與電線的該故障區(qū)段之間的各區(qū)段(如果存在的話)的正序電抗和接地返回路徑電抗的總和XF＝電線的該故障區(qū)段的正序電抗和接地返回路徑電抗的總和DP＝該測(cè)量點(diǎn)與電線的該故障區(qū)段之間的各區(qū)段(如果存在的話)的總長(zhǎng)度DF＝電線的該故障區(qū)段的長(zhǎng)度。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)被配置成根據(jù)下面的公式確定所述故障環(huán)路的電抗XLoop＝dpu·(X1+XN)，其中dpu=Im(U‾X)·Re(I‾X)-Re(U‾X)·Im(I‾X)Im(Z‾1·I‾X)·Re(I‾X)-Re(Z‾1·I‾X)·Im(I‾X)-Re(Z‾N·I‾N)·Im(I‾X)+Im(Z‾N·I‾N)·Re(I‾X)]]>其中UX＝線路的故障相的相電壓相量Z1＝正序線路阻抗R1＝正序線路電阻X1＝正序線路電抗XN＝線路的接地返回路徑電抗IX＝線路的故障相的相電流相量ZN＝線路的接地返回路徑阻抗Z0＝零序線路阻抗R0＝零序線路電阻X0＝零序線路電抗IN＝接地返回路徑電流相量。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)被配置成按照下列步驟確定所述電線(30；31)的故障區(qū)段逐步地、逐區(qū)段地從最靠近所述測(cè)量點(diǎn)的區(qū)段開始，將所討論區(qū)段的正序電抗及接地返回路徑電抗與該測(cè)量點(diǎn)和所討論區(qū)段之間的各區(qū)段(如果存在的話)的正序電抗及接地返回路徑電抗的總和與所確定的故障環(huán)路的電抗相比較，直到所述總和超出或等于所確定的故障環(huán)路的電抗。
8.根據(jù)權(quán)利要求5、6或7的系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所述電線(31)包括并聯(lián)支路(31b；31c)并且該系統(tǒng)已經(jīng)確定該電線的所述故障區(qū)段位于這樣的支路的區(qū)段上時(shí)，該系統(tǒng)被配置來為其中的每一個(gè)并聯(lián)支路確定替換的故障區(qū)段以及所述測(cè)量點(diǎn)與故障點(diǎn)之間的距離。
9.根據(jù)權(quán)利要求5至8中的任意一個(gè)的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括保護(hù)繼電器(40)。
10.一種包括計(jì)算機(jī)程序代碼的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中，在計(jì)算機(jī)中執(zhí)行所述程序代碼使得該計(jì)算機(jī)實(shí)施根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任意一個(gè)的方法的各步驟。
全文摘要
一種用于確定電網(wǎng)的電線(30)中的相接地故障的位置的方法和系統(tǒng)，所述電線包括兩個(gè)或更多區(qū)段(30a，30b，30c)。該系統(tǒng)被配置為在測(cè)量點(diǎn)處確定故障環(huán)路的電抗；將電線(30)的故障區(qū)段確定為這樣的區(qū)段，即如果所討論區(qū)段的正序電抗及接地返回路徑電抗與所述測(cè)量點(diǎn)和所討論區(qū)段之間的各區(qū)段(如果存在的話)的正序電抗及接地返回路徑電抗的總和大于或等于所確定的故障環(huán)路的電抗，則對(duì)于所有這樣的所討論區(qū)段來說，所述故障區(qū)段被確定為最靠近該測(cè)量點(diǎn)的所討論區(qū)段；以及根據(jù)所述電抗值計(jì)算該測(cè)量點(diǎn)與故障點(diǎn)之間的距離。
文檔編號(hào)G01R31/08GK1916651SQ200610136398
公開日2007年2月21日 申請(qǐng)日期2006年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月29日
發(fā)明者J·阿爾托寧, A·瓦爾洛斯 申請(qǐng)人:Abb有限公司