[發(fā)明專利]基于定位函數(shù)相位突變特性的線路單端測距方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010293770.1
• 申請日: 2010-09-27
• 公開（公告）號: CN102023275A
• 公開（公告）日: 2011-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬靜;林富洪;葉東華;曾惠敏;王增平
• 申請（專利權(quán)）人: 華北電力大學(xué)
• 主分類號: G01R31/02
• 分類號: G01R31/02;G01R31/08
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 黃家俊

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，具體地說是涉及采用定位函數(shù)相位突變特性的線路單端故障測距方法。?

背景技術(shù)

高壓輸電線路擔(dān)任著電能傳輸?shù)闹匾蝿?wù)，所經(jīng)過的地形復(fù)雜，故障發(fā)生的概率很大，嚴(yán)重威脅電網(wǎng)的安全運(yùn)行。目前，中國的電壓等級正從500kV向1000kV發(fā)展，輸電容量越來越大，其安全穩(wěn)定性顯得尤為重要。當(dāng)發(fā)生故障時，快速查明原因并迅速排除線路故障是保證可靠供電的重要舉措，而準(zhǔn)確的故障定位是排除故障的前提，是查找輸電線路故障點(diǎn)的重要依據(jù)，具有重要的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。在所有的線路故障中，單相接地短路占80％以上，因此，基于分布參數(shù)研究一種適用于單相接地故障的單端故障測距算法具有較強(qiáng)的工程實(shí)際意義。?

目前故障測距主要有單端法和雙端法。雙端法原理上能夠?qū)崿F(xiàn)精確故障定位，但需要知道雙端的電氣量，實(shí)際使用中還易受雙端采樣值同步性的影響。單端阻抗法故障測距只需測量一側(cè)信息，具有對硬件要求低、易于實(shí)現(xiàn)和算法穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，在中低壓線路中獲得了廣泛的應(yīng)用。目前，單端測距的方法主要可以分為兩類，一類為阻抗法，另一類為行波法。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。由于高壓輸電線路分布電容的影響，單端阻抗法應(yīng)用于高壓輸電線路故障測距時存在很大的誤差，特別是中高阻短路故障時，其測距結(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。基于集中參數(shù)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。?

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述單端測距方法存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種基于定位函數(shù)相位突變特性的線路單端故障測距方法，包括以下步驟：?

(1)若A相接地故障，提取故障后高壓線路m端A相電壓、電流?和m端負(fù)序、零序電流?確定零序補(bǔ)償系數(shù)k_i、參考位置的操作電壓?及故障點(diǎn)的電壓?由此構(gòu)造相應(yīng)的定位函數(shù)f；?

(2)初始包含故障點(diǎn)的區(qū)域?yàn)?l_begin，l_end)＝(0，l_mn)；?

(3)將包含故障點(diǎn)的區(qū)域(l_begin，l_end)進(jìn)行N等分，利用m端電氣量進(jìn)行推導(dǎo)，得出(l_begin，l_end)區(qū)域內(nèi)每一等分點(diǎn)處的定位函數(shù)相角；根據(jù)定位函數(shù)相位大小判斷等分點(diǎn)與故障點(diǎn)的位置關(guān)系：?

1)定位函數(shù)相角∈(-90°，90°)，等分點(diǎn)位于故障點(diǎn)左側(cè)；?

2)定位函數(shù)相角∈(90°，270°)，等分點(diǎn)位于故障點(diǎn)右側(cè)；?

由此判據(jù)找到兩個相鄰等分點(diǎn)k和k+1，其定位函數(shù)相角分別位于(-90°，90°)和(90°，270°)，則此時包含故障點(diǎn)的區(qū)域(l_begin，l_end)＝(l_k，l_k+1)；設(shè)定一個最小等分區(qū)域閥值Δl_set，重復(fù)(3)直至l_end-l_begin＜Δl_set，則能夠得出包含故障點(diǎn)的最小等分區(qū)域(l_beginm，l_endm)；?

(4)在包含故障點(diǎn)的最小等分區(qū)域(l_beginm，l_endm)內(nèi)根據(jù)l_mx在l_mf前后變化時定?位函數(shù)相位會發(fā)生唯一一次階躍式跳變這一特征進(jìn)行定位：?

1)確定步長Δl；?

2)參考位置l_mx從l_beginm開始以Δl為步長遞增至l_endm，計算各點(diǎn)處定位函數(shù)的相角；?

3)尋找確定某一參考位置l_mx，使得滿足在l_mx-Δl處定位函數(shù)相角位于(-90°，90°)，在l_mx處定位函數(shù)相角位于(90°，270°)，則故障位置f距m端的故障距離l_mf＝l_mx-Δl/2。?

步驟(1)所述的零序補(bǔ)償系數(shù)通過傳輸線方程可以得到，計算公式為：?