基于線路參數(shù)的輸電線路故障定位方法、繼電保護(hù)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種輸電線路故障定位方法，尤其涉及一種基于線路參數(shù)的輸電線路 故障定位方法，屬于高壓輸電技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國電力行業(yè)的飛速發(fā)展，現(xiàn)代電力網(wǎng)格局日新月異，高壓輸電在電網(wǎng)中扮 演者越來越重要的角色。近年來，高壓輸電線路的形式趨于多樣化，其中"電纜-架空"混 聯(lián)線路比例有所增加，這與傳統(tǒng)的輸電線路模型有著較大的差別，線路參數(shù)的不對(duì)稱將影 響目前主流繼保裝置測距原理，造成一定的誤差?，F(xiàn)有繼電保護(hù)設(shè)備中的故障測距裝置都 認(rèn)為線路參數(shù)均勻，故障距離與線路參數(shù)成正比，然而混聯(lián)線路參數(shù)的不對(duì)稱性將使得均 勻線路參數(shù)模型下的故障測距算法產(chǎn)生誤差。
[0003] 現(xiàn)有輸配電網(wǎng)中所使用的線路繼電保護(hù)裝置通常采用基于線路參數(shù)的的故障測 距算法，其又可分為單端和雙端測距算法?，F(xiàn)有單端測距算法和雙端測距算法無一例外地 認(rèn)為線路參數(shù)均勻，并在此基礎(chǔ)上展開計(jì)算，但實(shí)際中混聯(lián)線路所導(dǎo)致的線路參數(shù)的不對(duì) 稱會(huì)使計(jì)算出的故障位置產(chǎn)生極大偏差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種基于線路參數(shù)的輸 電線路故障定位方法，能夠大幅提高線路故障定位的準(zhǔn)確性。
[0005] 本發(fā)明基于線路參數(shù)的輸電線路故障定位方法，利用輸電線路單端或雙端的電氣 量進(jìn)行故障測距，在進(jìn)行故障測距時(shí)，使用"電纜-架空-電纜"混聯(lián)分段線路參數(shù)模型；所 述"電纜-架空-電纜"混聯(lián)分段線路參數(shù)模型將輸電線路分為兩端的電纜1^段、電纜L2 段以及中間的架空線L3段，LpL2、L3*別為相應(yīng)分段線路的長度。
[0006] 根據(jù)相同的發(fā)明思路還可以得到以下技術(shù)方案：
[0007] -種繼電保護(hù)裝置，包括用于對(duì)線路故障進(jìn)行定位的故障定位模塊，所述故障定 位模塊使用如上所述基于線路參數(shù)的輸電線路故障定位方法。
[0008] 相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果：
[0009] 本發(fā)明采用三段式的"電纜-架空-電纜"混聯(lián)分段線路參數(shù)模型對(duì)現(xiàn)有的基于 線路參數(shù)的線路故障定位方法進(jìn)行改進(jìn)，可以有效消除由于線路參數(shù)不對(duì)稱所帶來的故障 定位誤差，應(yīng)用到繼電保護(hù)裝置后，可以提高繼電保護(hù)裝置的靈敏性和可靠性，對(duì)故障點(diǎn)進(jìn) 行精確定位，減少輸電線路檢修人員的工作量。
【附圖說明】
[0010] 圖1是本發(fā)明"電纜-架空-電纜"混聯(lián)分段線路參數(shù)模型的結(jié)構(gòu)原理示意圖；
[0011] 圖2是混聯(lián)線路中不同故障點(diǎn)處利用傳統(tǒng)解一次方程法進(jìn)行故障測距的誤差示 意圖；
[0012] 圖3是混聯(lián)線路中不同故障點(diǎn)處利用傳統(tǒng)解二次方程法進(jìn)行故障測距的誤差示 意圖；
[0013] 圖4是混聯(lián)線路中不同故障點(diǎn)處利用傳統(tǒng)兩側(cè)電壓電流法、傳統(tǒng)本側(cè)電壓電流對(duì) 側(cè)電流法進(jìn)行故障測距的誤差示意圖；
[0014] 圖5是利用本發(fā)明改進(jìn)解一次方程法進(jìn)行故障測距的誤差分布示意圖；
[0015] 圖6是利用本發(fā)明改進(jìn)解二次方程法進(jìn)行故障測距的誤差分布示意圖；
[0016] 圖7是利用本發(fā)明改進(jìn)本側(cè)電壓電流對(duì)側(cè)電流法進(jìn)行故障測距的誤差分布示意 圖；
[0017] 圖8是利用本發(fā)明改進(jìn)兩側(cè)電壓電流法進(jìn)行故障測距的誤差分布示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明：
[0019] 本發(fā)明的發(fā)明思路是：基于"電纜-架空-電纜"混聯(lián)分段線路參數(shù)模型對(duì)現(xiàn)有基 于線路參數(shù)的故障定位方法（包括單端測距法和雙端測距法）進(jìn)行改進(jìn)，消除其由于線路 參數(shù)不對(duì)稱所造成的誤差。本發(fā)明主要運(yùn)用于繼電保護(hù)裝置，可以有效解決現(xiàn)有繼電保護(hù) 裝置因故障測距算法忽略線路參數(shù)所帶來的誤差問題，極大提高繼電保護(hù)裝置的靈敏性和 可靠性。其中，所述"電纜-架空-電纜"混聯(lián)分段線路參數(shù)模型將輸電線路分為兩端的電 纜1^段、電纜L2段以及中間的架空線L3段，LpL2、L3*別為相應(yīng)分段線路的長度。
[0020] 采用三段式作為研究模型的好處之一是包含了兩端式的情況，可以通過調(diào)節(jié)電氣 參數(shù)，使得第二段和第三段的阻抗斜率相同，從而合并第二、三段。另外該混聯(lián)線路模型不 考慮分布參數(shù)以及負(fù)荷電流的影響，后續(xù)中的誤差分析都是基于該模型。圖1顯示了本發(fā) 明"電纜-架空-電纜"混聯(lián)分段線路參數(shù)模型的基本架構(gòu)，圖中t、4為分別為M、N側(cè)系 統(tǒng)電源，Z"、Zn*M、N側(cè)系統(tǒng)阻抗，匕、.為M側(cè)保護(hù)裝置所測到的電壓、電流，％、/,,為N側(cè)保護(hù)裝置所測到的電壓、電流。
[0021] 圖2~圖4顯示了現(xiàn)有基于線路參數(shù)的故障定位技術(shù)在"電纜-架空"混聯(lián)線路 下的總體誤差分布，此處的誤差僅僅指由于誤認(rèn)為線路參數(shù)對(duì)稱所造成的。其中，圖2是混 聯(lián)線路中不同故障點(diǎn)處利用傳統(tǒng)解一次方程法進(jìn)行故障測距的誤差示意圖；圖3是混聯(lián)線 路中不同故障點(diǎn)處利用傳統(tǒng)解二次方程法進(jìn)行故障測距的誤差示意圖；圖4是混聯(lián)線路中 不同故障點(diǎn)處利用傳統(tǒng)兩側(cè)電壓電流法、傳統(tǒng)本側(cè)電壓電流對(duì)側(cè)電流法進(jìn)行故障測距的誤 差示意圖。分析圖2、圖3和圖4可以看出，無論是單端法還是雙端法，如果將實(shí)際混聯(lián)線 路誤當(dāng)作參數(shù)均勻線路，都將無可避免地對(duì)故障測距帶來誤差，在這種仿真數(shù)據(jù)下，誤差的 最大值高達(dá)11 %，也就相當(dāng)于Ilkm的誤差，如果線路總長更長，無疑將會(huì)給輸電線路檢修 人員帶來更大地困擾，不僅耗費(fèi)了大量的人力物力，也可能導(dǎo)致由于線路故障切除不及時(shí) 給電網(wǎng)并列運(yùn)行穩(wěn)定性帶來破壞，因此消除由于線路參數(shù)不對(duì)稱所帶來的誤差顯得較為重 要。
[0022] 為了便于公眾理解，下面以幾個(gè)具體實(shí)施例來對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行進(jìn)一步說 明。
[0023] -、改進(jìn)的解一次方程法：
[0025] 式中，y(i)表示實(shí)際故障點(diǎn)位置，x表示所求故障點(diǎn)距離保護(hù)裝置安裝位置的距 離，Im表示表示復(fù)數(shù)表達(dá)式的虛部，匕表示M側(cè)節(jié)點(diǎn)電壓，U分別表示M側(cè)零序電流、 節(jié)點(diǎn)電流，1、4、U分別表示M側(cè)零序電流共輒、正序電流共輒及負(fù)序電流共輒，K1、#、 K3分別表示第一段電纜、架空線、第二段電纜的零序補(bǔ)償系數(shù)，者、岑、賽分別表示第一 段電纜、架空線、第二段電纜的正序阻抗。
[0026] 二、改進(jìn)的解二次方程法：
[0027] (1)故障發(fā)生在第一段電纜處：
[0032] B1ApC1^分別表示復(fù)數(shù)變量B的虛部、實(shí)部，復(fù)數(shù)變量C的虛部、實(shí)部，及 復(fù)數(shù)變量D的虛部、實(shí)部，< 表示M側(cè)節(jié)點(diǎn)電壓，ZpZ;:、Zf、Z/分別表示正序阻抗，第一段 電纜、架空線、第二段電纜的正序阻抗，ZnilJnl、分別表示M側(cè)、N側(cè)的系統(tǒng)正序阻抗，U、 分別表示M側(cè)負(fù)序電流及節(jié)點(diǎn)電流，X表示所求故障點(diǎn)距離保護(hù)裝置安裝位置的距離；
[0033] (2)故障發(fā)生在架空線處：

[0038] (；、(；、D1J1^分別表示復(fù)數(shù)變量B的虛部、實(shí)部，復(fù)數(shù)變量C的虛部、實(shí)部，及 復(fù)數(shù)變量D的虛部、實(shí)部，t表示M側(cè)節(jié)點(diǎn)電壓，Z 1、茗、茍、客分別表示正序阻抗，第一段 電纜、架空線、第二段電纜的正序阻抗，Zn^Z nl、分別表示M側(cè)、N側(cè)的系統(tǒng)正序阻抗，1:2、i" 分別表示M側(cè)負(fù)序電流及節(jié)點(diǎn)電流，X表示所求故障點(diǎn)距離保護(hù)裝置安裝位置的距離；
[0039] (3)故障發(fā)生在第二段電纜處：
[0044] B1ApC1 ^分別表示復(fù)數(shù)變量B的虛部、實(shí)部，復(fù)數(shù)變量C的虛部、實(shí)部，及 復(fù)數(shù)變量D的虛部、實(shí)部，匕,表示M側(cè)節(jié)點(diǎn)電壓，ZpZN :貧、蹲分別表示正序阻抗，第一段 電纜、架空線、第二段電纜的正序阻抗，ZnilJnl、分別表示M側(cè)、N側(cè)的系統(tǒng)正序阻抗，I 01 分別表示M側(cè)負(fù)序電流及節(jié)點(diǎn)電流，X表示所求故障點(diǎn)距離保護(hù)裝置安裝位置的距離；
[0045] 三、改進(jìn)的本側(cè)電壓電流對(duì)側(cè)電流法：
[0047] 式