專利名稱：一種抗分布電容電流和故障電阻的線路相間故障單端測距方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是涉及一種 抗分布電容電流和故障電阻的線路相間故障單端測距方法。
背景技術(shù)：
高壓輸電線路是電網(wǎng)正常運(yùn)行的大動脈，既擔(dān)負(fù)著傳送巨大功率的任務(wù)，又是各 大電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行的紐帶，其運(yùn)行可靠性影響著整個(gè)電網(wǎng)的供電可靠性，同時(shí)又是電力系統(tǒng) 中發(fā)生故障最多的地方。當(dāng)高壓輸電線路發(fā)生故障時(shí)，準(zhǔn)確的故障定位可大量節(jié)省尋線所 花費(fèi)的人力、物力和財(cái)力、加速供電恢復(fù)、減少經(jīng)濟(jì)損失、提高運(yùn)行的可靠性。準(zhǔn)確、快速地 確定故障位置是提高電網(wǎng)安全運(yùn)行的重要措施，對于電力系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行有重要的意 義。從測距所用電氣量來劃分，故障測距的方法可分為兩大類雙端測距和單端測距。 雙端故障測距法是利用輸電線路兩端電氣量確定輸電線路故障位置的方法，它需要通過通 道獲取對端電氣量，因此對通道的依賴性強(qiáng)，實(shí)際使用中還易受雙端采樣值同步性的影響。 單端測距法是僅利用輸電線路一端的電壓電流數(shù)據(jù)確定輸電線路故障位置的一種方法，由 于它僅需要一端數(shù)據(jù)，無須通訊和數(shù)據(jù)同步設(shè)備，運(yùn)行費(fèi)用低且算法穩(wěn)定，因此在中低壓線 路中獲得了廣泛地應(yīng)用。目前，單端測距方法主要分為兩類，一類為行波法，另一類為阻抗 法。行波法利用故障暫態(tài)行波的傳送性質(zhì)進(jìn)行測距，精度高，不受運(yùn)行方式、過度電阻等影 響，但對采樣率要求很高，需要專門的錄波裝置，目前未獲得實(shí)質(zhì)性的應(yīng)用。阻抗法利用故 障后的電壓、電流量計(jì)算故障回路的阻抗，根據(jù)線路長度與阻抗成正比的特性進(jìn)行測距，簡 單可靠，但受到故障的過渡電阻、線路不完全對稱等因素的影響。由于高壓輸電線路沿線 存在較大的分布電容電流，當(dāng)高壓輸電線路發(fā)生中高阻短路故障時(shí)，單端阻抗法測距結(jié)果 會嚴(yán)重偏離真實(shí)故障距離，不能滿足現(xiàn)場的應(yīng)用要求。因此，采用集中參數(shù)建模的單端阻抗 法不能直接應(yīng)用于高壓輸電線路的故障測距。采用分布參數(shù)模型研究高壓輸電線路單端故障測距逐漸引起了廣大學(xué)者的關(guān)注。 哈恒旭、張保會、呂志來等人發(fā)表的《高壓輸電線路單端測距新原理探討》采用分布參數(shù)建 模，利用單端電壓電流計(jì)算沿線電壓對距離導(dǎo)數(shù)的范數(shù)在線路上的分布進(jìn)行故障點(diǎn)的定 位。該方法涉及了大量的求導(dǎo)運(yùn)算和積分運(yùn)算，所需運(yùn)算量大，算法復(fù)雜不易實(shí)現(xiàn)。王賓、 董新洲等人發(fā)表的《特高壓長線路單端阻抗法單相接地故障測距》采用分布參數(shù)建模，利用 觀測點(diǎn)處負(fù)序電流的相角估算故障點(diǎn)電壓的相角，然后在故障點(diǎn)電壓瞬時(shí)值過零點(diǎn)時(shí)刻計(jì) 算測量阻抗。該方法在中低阻短路故障時(shí)，由于沿線電壓下降明顯，利用觀測點(diǎn)處負(fù)序電流 相角估算故障點(diǎn)電壓相角存在的誤差對測距結(jié)果影響不大；但在高阻短路故障時(shí)，由于線 路沿線各點(diǎn)電壓相差很小，利用觀測點(diǎn)處負(fù)序電流相角估算故障點(diǎn)電壓相角存在的誤差加 上暫態(tài)過程的影響，該方法測距誤差較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服已有技術(shù)存在的不足，而提供一種采用分布參數(shù)模型，不 受分布電容的影響；利用在故障點(diǎn)前后變化時(shí)，故障相間動作電壓相量領(lǐng)先故障相間電流 突變量的角度發(fā)生一次由
區(qū)間進(jìn)入[180° 360° ]區(qū)間內(nèi)的性質(zhì)進(jìn)行單端測 距，克服了故障電阻的影響；其是一種搜索式的方法，不存在解方程法的偽根問題和迭代法 的不收斂問題，具有很強(qiáng)的實(shí)用性的一種抗分布電容電流和故障電阻的線路相間故障單端 測距方法。一種抗分布電容電流和故障電阻的線路相間故障單端測距方法，包括以下步驟
1)測量線路在變電站保護(hù)安裝處故障相間電壓相量
e#、故障相間電流相量4、故障相間電流突變量作為輸入量；其中，特=AB, BC, CA,
分別表示肋，UX相間；
2)故障距離取為初值，計(jì)算故障相線路上距保護(hù)安裝處的故障相間動作電
壓相量
故障相線路上距保護(hù)安裝處Ifault的故障相間動作電壓相量
權(quán)利要求
1. 一種抗分布電容電流和故障電阻的線路相間故障單端測距方法，包括以下步驟(1)測量線路在變電站保護(hù)安裝處故障相間電壓相量‘、故障相間電流相量4、故障相間電流突變量，作為輸入量；其中，
全文摘要
本發(fā)明公開了一種抗分布電容電流和故障電阻的線路相間故障單端測距方法，其從被保護(hù)線路始端開始，以步長逐次增加，依次計(jì)算線路上每一點(diǎn)的故障相間動作電壓相量領(lǐng)先故障相間電流突變量的角度，直至發(fā)跳閘信號的整定范圍。如果無法得到保護(hù)跳閘信號，則搜索被保護(hù)線路全長。取某一點(diǎn)處故障相間動作電壓相量領(lǐng)先故障相間電流突變量的角度落在[180°360°]區(qū)間上，且該點(diǎn)相鄰上一個(gè)點(diǎn)處的故障相間動作電壓相量領(lǐng)先故障相間電流突變量的角度落在
區(qū)間上，這兩點(diǎn)的中間位置即為故障點(diǎn)，該點(diǎn)至線路安裝處的距離為故障距離。本發(fā)明方法不受分布電容、故障電阻和負(fù)荷電流的影響具有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。
文檔編號G01R31/08GK102129011SQ20111002280
公開日2011年7月20日 申請日期2011年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月20日
發(fā)明者吳善班, 岳軍, 曾惠敏, 李生坤, 林力輝, 鄭志煜, 陳靈, 黃海 申請人:福建省電力有限公司福州超高壓輸變電局