[發(fā)明專利]基于分布參數(shù)模型的串聯(lián)補(bǔ)償雙回線故障定位方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610195751.2
• 申請(qǐng)日: 2016-03-31
• 公開（公告）號(hào): CN105738769B
• 公開（公告）日: 2018-10-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁軍;張瑩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R31/08
• 分類號(hào): G01R31/08
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

本發(fā)明公開了基于分布參數(shù)模型的串聯(lián)補(bǔ)償雙回線故障定位方法，步驟一、采用六序分量法解耦，解耦后線路發(fā)生故障時(shí)兩側(cè)母線處反向電壓為零；步驟二、根據(jù)從兩側(cè)分別推得的故障點(diǎn)處電壓相等、串補(bǔ)裝置兩端電流反向的特點(diǎn)，消去傳輸方程中的串補(bǔ)電壓和兩端電流；步驟三、利用故障處過渡電阻的純電阻性和故障時(shí)序網(wǎng)邊界條件，構(gòu)造出同桿并架雙回線含串補(bǔ)時(shí)的故障定位函數(shù)，當(dāng)發(fā)生故障時(shí)利用故障定位函數(shù)并求解故障距離。不依賴串補(bǔ)裝置的模型，不受MOV非線性的影響，無需預(yù)知故障點(diǎn)相對(duì)于串補(bǔ)的位置，測距原理簡單，只需對(duì)故障距離進(jìn)行一維搜索，不存在偽根判別問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及串聯(lián)補(bǔ)償雙回線故障定位技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于分布參數(shù)模型的串聯(lián)補(bǔ)償雙回線故障定位方法。

背景技術(shù)

串聯(lián)電容補(bǔ)償裝置(串補(bǔ))裝設(shè)在超高壓及特高壓輸電線路上，可以提高線路傳輸能力和系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性，降低線路損耗，并實(shí)現(xiàn)線路潮流的優(yōu)化。美國、瑞典、加拿大等國的220kV～735kV輸電線路上已廣泛采用串聯(lián)電容補(bǔ)償設(shè)備，我國自1966年在新杭上線建成國內(nèi)第一套220kV的串補(bǔ)裝置以來，隨著特高壓電網(wǎng)建設(shè)的逐步展開，出現(xiàn)了大量帶串補(bǔ)的同桿并架雙回線這一線路結(jié)構(gòu)。

串補(bǔ)線路輸電距離長，且常與大型發(fā)電廠和負(fù)荷中心連接，故障若不能及時(shí)修復(fù)可能導(dǎo)致嚴(yán)重?fù)p失；串補(bǔ)電容器普遍采用具有非線性伏安特性的金屬氧化物可變電阻(metal oxide varistor，MOV)進(jìn)行過電壓保護(hù)，由于非線性MOV的存在，使得常規(guī)的故障測距方法不再適用于雙回線串補(bǔ)系統(tǒng)。因此迫切需要對(duì)帶串補(bǔ)同桿并架雙回線繼電保護(hù)與故障測距的適應(yīng)性展開研究。

國內(nèi)外已有許多學(xué)者對(duì)串聯(lián)補(bǔ)償線路的故障定位進(jìn)行了研究，主要分為行波法和故障分析法。文獻(xiàn)“基于行波固有頻率的串補(bǔ)線路故障測距方法”首先利用單端電流頻率信息判斷故障相對(duì)于串聯(lián)電容的位置，其中對(duì)于發(fā)生在串聯(lián)電容后的故障，考慮串補(bǔ)處行波的折反射對(duì)測距算法的影響，然后根據(jù)故障距離與邊界條件、固有頻率間的數(shù)學(xué)關(guān)系進(jìn)行故障定位。文獻(xiàn)“基于能量比函數(shù)的串補(bǔ)線路行波故障測距”從行波能量的角度出發(fā)，故障行波波頭的獲取采用特定時(shí)窗下的能量比函數(shù)法，但時(shí)窗寬度的選擇需要反復(fù)測試。文獻(xiàn)“帶串聯(lián)電容補(bǔ)償裝置的高壓輸電線路雙端故障測距新算法”基于雙端電氣量提出了一種直接求解MOV模型的串補(bǔ)線路故障測距算法，MOV采用指數(shù)模型，其電壓降通過擬牛頓法求解；文獻(xiàn)“基于分布參數(shù)模型的串補(bǔ)線路故障測距方法研究”提出了判斷MOV是否啟動(dòng)的方法，并針對(duì)中部安裝串補(bǔ)的輸電線路，利用雙端同步采樣進(jìn)行故障定位；文獻(xiàn)“串補(bǔ)輸電線路的精確故障定位算法”介紹了一種利用對(duì)稱分量法解耦的精確故障定位雙端算法，它不需要雙端信號(hào)同步，考慮非線性MOV模型，通過假定故障點(diǎn)位于串補(bǔ)位置之前或之后分為兩個(gè)子算法，通過比較不同序解出的故障點(diǎn)位置來實(shí)現(xiàn)偽根判別。以上方法均涉及串補(bǔ)處的電壓計(jì)算，由于難以確定串補(bǔ)兩端電壓，為求該電壓所做的假設(shè)和模型將會(huì)給定位算法帶來誤差。文獻(xiàn)“基于雙端電氣量的串補(bǔ)輸電線路故障測距算法”采用分布參數(shù)時(shí)域模型，基于貝瑞隆線路模型利用本端電壓和對(duì)端電流得到本端電流實(shí)現(xiàn)雙端測距，不計(jì)及串補(bǔ)處電壓，但應(yīng)用前提是已知故障點(diǎn)相對(duì)于串補(bǔ)的位置。上述研究主要集中在輸電線路單回線，而在雙回線研究領(lǐng)域，文獻(xiàn)“Fault location on double-circuit series-compensatedlines using two-end unsynchronized measurements”通過故障前數(shù)據(jù)計(jì)算得到雙端不同步角，通過解故障回路方程來獲得故障位置與過渡電阻，其中零序網(wǎng)絡(luò)采用近似分布參數(shù)模型，沒有考慮兩回線之間的零序互阻抗，這樣處理得到的測距精度相對(duì)較低；文獻(xiàn)“AFault-Location Algorithm for Series-Compensated Double-Circuit TransmissionLines Using the Distributed Parameter Line Model”提出了一種基于分布參數(shù)的串補(bǔ)雙回線故障測距方法，該方法不依賴串補(bǔ)模型，在假設(shè)故障類型已知的情況下，運(yùn)用對(duì)稱分量法，利用不同故障類型的邊界條件得到不同的測距方程，由于雙回線故障種類繁多，這種方法應(yīng)用性不強(qiáng)，且需要排除偽根，為排除偽根進(jìn)行的進(jìn)一步計(jì)算與對(duì)比較為繁瑣。