[發明專利]一種混聯線路單相接地故障測距方法及系統

有效

• 申請號: 202010050454.5
• 申請日: 2020-01-17
• 公開（公告）號: CN111208449B
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發明（設計）人: 葉江明;王晨;陳昊
• 申請（專利權）人: 南京工程學院
• 主分類號: G01R31/52
• 分類號: G01R31/52;G01R31/08;G01B7/02
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 何春廷

本發明公開了一種混聯線路單相接地故障測距方法及系統，獲取單一材質輸電線路模型單相接地故障時的單端測量數據；根據所述單端測量數據，利用解復數方程法原理推導出原始故障測距公式；利用預先構建的電纜?架空線分段混聯輸電線路模型和推導出的原始故障測距公式，推導分段測距公式，得到故障距離。優點：針對分段混聯輸電線路的故障測距精度不高和誤差過大的問題，采取了阻抗分段均勻、測距公式分段推導的處理方式，能夠有效地提高混聯線路的測距精度，提升故障排除和檢修的效率。

技術領域

本發明涉及一種混聯線路單相接地故障測距方法及系統，屬于電力系統故障定位方法技術領域。

背景技術

由于城市和郊區土地資源利用率的問題，我國一些中大型城市高壓輸電線路出現“電纜-架空線”混聯輸電線路這種特殊類型(城市普遍敷設電纜，郊區采用架空線輸電)。據統計，該類線路長度占總輸電線路長度的比例約為15％。隨著混聯輸電線路的逐步應用，其故障測距技術的研究也成為了一項具有重要價值的研究課題。

近二十年來，國內外學者在輸電線路故障測距技術特別是架空輸電線路故障測距技術方面作了大量的研究工作，提出了多種測距方法。傳統的方法是將整條線路阻抗作均勻處理，導致測距誤差偏大，不利于精確尋找故障點。如果測距結果不夠準確，會極大地增加挖掘施工量，耗費后期檢修的時間，延緩故障排除的進度，這對電網的安全穩定運行會造成影響，同時，也使故障測距失去了價值。因此，在研究主流繼電保護裝置故障測距方法的基礎上，需要提出在原理上更精確、工程上更實用的故障測距方法。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服現有技術電纜架空線混聯線路故障定位不準確的缺陷，提供一種混聯線路單相接地故障測距方法及系統。

為解決上述技術問題，本發明提供一種混聯線路單相接地故障測距方法，

獲取單一材質輸電線路模型單相接地故障時的單端測量數據；

根據所述單端測量數據，利用解復數方程法原理推導出原始故障測距公式；

利用預先構建的電纜-架空線分段混聯輸電線路模型和推導出的原始故障測距公式，推導分段測距公式，得到故障距離。

進一步的，所述原始故障測距公式的推導過程為:

利用單端測量數據推導得到故障測距基本方程：

其中x₀表示故障點F到測量端M端的距離，R_F表示故障點處的過渡電阻，表示A相故障支路短路電流，k為線路零序補償系數，Z₁、Z₀分別為線路單位長度正序阻抗和零序阻抗，表示M端的電壓，表示M端的電流，表示M端電流的零序分量；

根據解復數方程法原理，其中C_M1為當A相F點發生單相短路故障時M側正序電流分配系數，其為實數，表示M端電流的正序分量，表示A相故障支路短路電流正序分量，改寫故障測距基本方程：

對等式兩端分別乘以的共軛復數得到：

對等式兩端同時取虛部，消除過渡電阻R_F，整理后求出故障距離：

上式中，Im表示取虛部。

進一步的，所述電纜-架空線分段混聯輸電線路模型的構建過程為：

混聯輸電線路包括電纜線路L₁和架空線路L₂，其中電纜線路L₁位于線路首端，架空線路L₂位于線路末端；