[發明專利]基于單端電氣量的不受過渡電阻影響的故障測距方法

有效

• 申請號: 201710280901.4
• 申請日: 2017-04-26
• 公開（公告）號: CN107037324B
• 公開（公告）日: 2020-01-17
• 發明（設計）人: 鄭濤;王可壇;胡鑫;陳川;張松;張志展
• 申請（專利權）人: 華北電力大學;國網浙江省電力公司檢修分公司
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 11246 北京眾合誠成知識產權代理有限公司
• 代理人: 張文寶

1.一種基于單端電氣量的不受過渡電阻影響的故障測距方法，包括：建立故障測距方法分析模型進行故障分析，故障位置F發生故障后線路首端m側保護安裝處測量電壓表達式：

式中分別為線路首端m側保護安裝處測量電壓、測量電流，為故障點電壓；Z為從保護安裝處到故障點間線路正序阻抗；單相接地短路時，其中表示三相電源線路A、B、C中任意一相；Z₁、Z₀分別為線路正序、零序阻抗；相間短路時，其中BC,CA，表示三相電源線路A、B、C中任意兩相；其特征在于，還包括以下步驟：

步驟1：首先根據所述故障測距方法分析模型，以故障后故障支路電流為參考相量繪制故障后線路首端 m側保護安裝處測量電流測量電壓故障點電壓故障支路電流保護安裝處至故障點間線路電壓相量圖；

步驟2：在所述相量圖中添加輔助線構造相似三角形，具體為：在所述相量圖中添加輔助線，以O為原點，故障點電壓用OD表示，保護安裝處測量電壓用OM表示，保護安裝處至故障點間線路電壓用DM表示，過原點O做故障后保護安裝處至故障點間線路電壓的垂線OC，與DM交于點C；過保護安裝處測量電壓末端M做故障點電壓的垂線MA，與OD交于點A，過原點O延長與交于點B；則ΔOCD～ΔMAD；

步驟3：利用幾何知識求解步驟2中所構造的兩個相似三角形的各邊角；

步驟4：利用三角形相似基本原理構造求解故障距離百分比p的公式；

步驟401：利用三角形相似的相關知識可知相似三角形中各對應邊比值相等，因此：將式中各量表達式帶入可得：

步驟402：利用步驟401中的方程構造求解故障距離百分比p的公式f(p)：

f(p)中僅有一個未知量，即故障距離百分比p，令f(p)＝0，通過逐步搜索法進行求解，其中為故障線路正序阻抗角，Z_L為線路全長的正序阻抗；

步驟5：將故障后第一周波內采樣數據基波分量帶入步驟4所述的公式f(p)中求解故障距離百分比p。

2.根據權利要求1所述的基于單端電氣量的不受過渡電阻影響的故障測距方法，其特征在于，所述步驟3進一步包括利用幾何知識求解兩個相似三角形ΔOCD、ΔMAD的各邊角，具體為：

保護安裝處至故障點間線路電壓 的垂線段OC：在三角形ΔOCM中，OM即保護安裝處測量電壓為已知量，所以由正弦定理可知：OC＝OM·sin∠MOC，因為故障線路正序阻抗角為ΔMOB的外角，所以其等于不相鄰的兩個內角和，即而∠MOB為保護安裝處測量電流和測量電壓之間的夾角，所以則：

故障后故障點電壓由電路基本知識可知故障點電壓等于保護安裝處測量電壓與故障后保護安裝處至故障點間線路電壓之差，即：

其中p為故障距離百分比，即保護安裝處至故障點之間線路正序阻抗與線路全長正序阻抗的比值：

故障點電壓的垂線MA：在三角形ΔMOA中由正弦定理可知MA＝OM·sin∠MOA，其中其為保護安裝處測量電壓與故障點電壓的相角差，所以：

保護安裝處至故障點間線路電壓 由電路知識可知

3.根據權利要求2所述的基于單端電氣量的不受過渡電阻影響的故障測距方法，其特征在于，所述步驟5進一步包括：以全周傅氏算法求取故障后第一周波內采樣數據的基波分量，在第一周波內均勻選取20個點的基波值帶入所述步驟402的公式進行求解并求取故障測距均值p_m，p_m即為所求故障距離百分比。