[發明專利]基于同步采樣裝置的輸電線路故障測距計算方法

有效

• 申請號: 201310053590.X
• 申請日: 2013-02-20
• 公開（公告）號: CN103149502A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 胡勇濤;羅湘玲
• 申請（專利權）人: 保定浪拜迪電氣股份有限公司
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 石家莊眾志華清知識產權事務所(特殊普通合伙) 13123
• 代理人: 張明月

技術領域

本發明涉及電力系統中的一種測距方法，特別是一種輸電線路故障點的測距方法。

背景技術

電力系統中輸變電設施故障中，輸電線路的故障占了絕大多數。輸電線路故障后，如何快速準確地找到故障點并正確判斷出故障類型，是輸電線路專業人員最關心的問題。初步判斷故障點及故障類型，可以通過保護動作情況、保護測距、故障錄波圖、氣象條件、運行環境等進行，準確判斷則要在找到故障點后根據故障現象、故障點位置等進行。

高壓輸電線路發生故障后，在故障點將產生向兩端運行的暫態行波，暫態行波在傳播過程匯總遇到不均勻介質時，會發生折射和反射。因此人們便通過對暫態行波中所包含的故障信息進行分析來實現對故障點的定位。在現有的行波測距方法中，波頭到達時刻和行波波速是影響測距精度的兩大主要因素，但是現有的行波測距方法中需要借助互感器輔助測量進行計算，而傳統的互感器由于受頻帶的限制，使行波波頭的測量存在較大誤差，影響故障測距的精度，降低定位的可靠性。

發明內容

本發明需要解決的技術問題是提供一種輸電線路故障測距方法，能夠準確計算故障點的位置，對故障點進行精確定位，以便于縮短故障排除周期。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案如下。

基于同步采樣裝置的輸電線路故障測距計算方法，包括以下步驟：

a.在變電站M安裝同步采樣裝置，用于實時采集相鄰變電站M和變電站N之間的輸電線路上的電流和電壓，并計算故障時輸電線路的A相故障電流分量Ima、B相故障電流分量Imb和C相故障電流分量Imc；

b.根據步驟a計算得出的各相故障電流分量以及輸電線路不同故障類型自身的特征計算輸電線路的故障電流正序分量Im1、故障電流負序分量Im2以及故障電流零序分量Im0，并輸電線路的故障電流正序分量Im1、故障電流負序分量Im2以及故障電流零序分量Im0判斷輸電線路發生的故障類型；

c.根據步驟b計算得出的故障電流正序分量Im1和故障電流負序分量Im2計算故障電流正序分量與故障電流負序分量之間的夾角，并根據此夾角判斷輸電線路發生故障的相別；

d.根據步驟b所得出的故障類型以及步驟c所得出的故障相別，判斷故障線路的故障方向；當故障線路為反向故障時，不進行測距；當故障線路為正向故障時，進行步驟e；

e.根據同步采樣裝置采集的電壓值和電流值計算故障點到同步采樣裝置的距離Lk。

本發明步驟b所述的故障類型判斷方法如下：

b1.根據同步采樣裝置計算得出的各相故障電流分量的幅值判斷是否存在線路故障，當|Ima|、|Imb|、|Imc|中至少一個值大于ε₀時，說明線路上存在故障電流；

其中：ε₀為故障電流門檻值，取0.1~0.2倍額定電流值；

b2.通過A相故障電流分量、B相故障電流分量和C相故障電流分量計算得出故障相測量電流Im，進一步計算得出故障電流正序分量Im1、故障電流負序分量Im2、故障電流零序分量Im0；判斷故障電流零序分量Im0的幅值，當|Im0|≥ε₁時，說明故障線路上有零序電流，則確定發生故障的類型為單相接地故障或兩相接地故障；當|Im0|≤ε₁時，說明故障線路上無零序電流，則確定發生故障的類型為三相短路故障或兩相短路故障；

其中：ε₁為零序電流的門檻值，取0.1倍額定電流；

b3.當故障線路上有零序電流時，判斷故障電流正序分量Im1與故障電流負序分量Im2的幅值大小；

當|Im1|與|Im2|之差小于ε₀，確定故障類型為單相接地故障；當|Im1|與|Im2|之差大于ε₀，確定故障類型兩相接地故障；

b4.當故障線路上無零序電流時，判斷故障電流正序分量Im1與故障電流負序分量Im2的幅值大小；

當|Im1|與|Im2|接近相等，確定故障類型為兩相相間短路故障；當|Im1|與|Im2|相差較大，確定故障類型三相相間短路故障。

本發明步驟c所述的故障相別判斷方法如下：

根據同步采樣裝置計算得出的數據以及故障電流正序分量Im1、故障電流負序分量Im2以及故障電流零序分量Im0與故障電流之間的關系，計算故障電流正序分量與故障電流負序分量之間的夾角ф；根據夾角值以及故障類型判斷故障相別；