[發明專利]一種基于故障錄波數據的輸電線路故障接地電阻計算方法

有效

• 申請號: 201310220704.5
• 申請日: 2013-06-05
• 公開（公告）號: CN103293387A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發明（設計）人: 劉之堯;余江;陳宏山;高宏慧;張園;徐鵬;鄭茂然;俞俊;宋斌;許捷;李輝
• 申請（專利權）人: 中國南方電網有限責任公司;國電南瑞科技股份有限公司
• 主分類號: G01R27/20
• 分類號: G01R27/20
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

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技術領域

本發明屬于電工技術領域，更準確地說本發明涉及一種輸電線路發生故障時接地電阻計算的實現方法。

背景技術

電力系統輸電線路大多暴露于曠野之中，周邊環境復雜，引起線路跳閘的因素很多，主要包括：山火、雷電、覆冰、霧閃、樹障等，而這些因素導致輸電線路故障絕大多數表現為接地故障。不同因素引起的接地故障，其接地電阻值的大小上是有差異的，計算出故障接地電阻也為分析故障起因提供了必要的依據。

在現代電網保護和控制系統，都包含有保護裝置、錄波裝置和故障測距裝置等，這也為我們為計算故障接地電阻提供了充分條件。

發明內容

本發明的發明目的是：通過線路保護裝置獲取故障錄波文件，在此基礎上，計算故障時接地電阻的大小。本方法不考慮弧光電阻可能產生的影響。

1、計算線路兩側母線電壓和線路電流以及它們的序分量；

2、計算故障線路的正序、負序、零序阻抗；

3、計算故障線路的電容電流。

4、計算故障點相電壓，確定故障相，并計算出接地電阻值。

為了實現上述目的，本發明是采取以下的技術方案來實現的：

（1）根據雙側電源線路的兩端保護裝置故障錄波文件來計算故障時線路兩端的母線電壓向量和線路電流向量，并計算向量的各序分量；

（2）根據故障測距裝置得到故障點距線路兩端的距離，結合線路每公里正序阻抗、負序阻抗、零序阻抗參數，計算母線到故障點的正序阻抗、負序阻抗、零序阻抗；

（3）根據線路每公里零序分布電容的容抗值計算線路電容電流；

（4）計算故障點相電壓和接地電阻的電流，確定故障相，并計算出接地電阻值。

具體包括以下步驟：

（1）依據錄波文件，以故障電流消失為基準，向前推一個周波，做為錄波數據的計算點，來計算線路兩側的母線電壓和線路電流（線路兩側分別為M側和N側）；

（2）已知線路每公里正序阻抗Z_L1、負序阻抗Z_L2、零序阻抗Z_L0的線路參數，結合線路故障測距裝置所測的故障點距M側的線路距離L_M，計算計算母線到故障點的正序阻抗、負序阻抗、零序阻抗。M側正、負、零序阻抗：

（3）以線路每公里長分布電容為單位，電容值作為線路參數為已知條件，結合每公里長線路零序電壓變化計算出故障兩側線路電容電流；

（4）根據母線電壓和線路電路的計算序分量，結合母線至故障點的正序、負序、零序阻抗，計算出故障點的正序、負序、零序電壓，繼而得出三相相電壓，根據A、B、C三相電壓中，電壓最低則判斷為故障相（并小于70%的額定電壓），其它相與最低相電壓的差值，小于最大相電壓的10%，則同樣認為是故障相這一判據，來確定故障相。

（5）流經接地電阻的電流：線路兩側零序電流的向量和，同時減去所有線路分布電容電流之和。最后由故障點相電壓出去接地電阻電流，得出接地電阻值。

以下列出計算步驟與公式

已知數據：?

1)母線電壓?

M側母線電壓：U_MA、U_MB、U_MC；

N側母線電壓：U_NA、U_NB、U_NC。

2)線路電流

M側線路電流：I_MA、I_MB、I_MC；

N側線路電流：I_NA、I_NB、I_NC。

3)線路參數

每公里正序阻抗：Z_L1；

每公里負序阻抗：Z_L2；

每公里零序阻抗：Z_L0；

每公里零序分布容抗：Z_C0。

4)故障點

M側母線距離故障點的距離：L_M公里；

N側母線距離故障點的距離：L_N公里。

確定基準點：根據錄波文件，以故障電流消失為基準，向前推一個周波，作為錄波數據的計算點。

電壓、電流計算：

1)采用付氏計算，獲得基準點母線電壓、線路電流的有效值；

2)通過付氏計算獲得上述電氣量的角度。

序分量計算：（以下均為復數計算）

1)電壓計算