[發明專利]一種基于線電壓量測的故障測距方法及系統

在審

• 申請號: 202011229323.X
• 申請日: 2020-11-06
• 公開（公告）號: CN112379217A
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 贠志皓;文韜;石訪;張恒旭
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 祖之強

本公開提供了一種基于線電壓量測的故障測距方法及系統，包括以下步驟：獲取三相中的第一相與第二相間的第一線電壓以及第二相與第三相間的第二線電壓；將第一相和第三相的相電壓用含有線電壓的等式替代，結合對稱分量法、第一線電壓和第二線電壓，得到電壓正序分量和電壓負序分量；根據得到的電壓正序分量和電壓負序分量，基于阻抗法進行故障測距；本公開可以應用于僅有線電壓量測條件下正負序分量的提取，從而為基于阻抗法的故障測距算法實施提供條件。

技術領域

本公開涉及電力系統技術領域，特別涉及一種基于線電壓量測的故障測距方法及系統。

背景技術

本部分的陳述僅僅是提供了與本公開相關的背景技術，并不必然構成現有技術。

隨著電力用戶的增加，配電網的規模越來越大，對供電可靠性的要求也逐漸提高。分布式電源的接入使配電網輸電線路的故障測距開始備受關注。

配電網線路故障測距算法主要有行波測距法和人工智能算法和阻抗測距法。行波測距法使用故障產生的高頻暫態信號進行故障測距，具有很高的精度，但通常需要高采樣率的特定設備。基于人工智能的算法使用故障樣本來訓練神經網絡進行故障定位，但實踐中應用較少。相比之下，基于相量的阻抗測距算法利用電壓電流基波分量計算測量阻抗，在實際應用中比較經濟、方便和可靠，但受故障電阻，線路參數的準確性和測量誤差的影響。

現有的阻抗測距算法從原理上可以分為兩種，一種是先識別故障區段，再進行故障測距。首先基于同步量測獲得的相電壓和相電流分別推算分接點電壓，在兩個正常運行區段推算的分接點電壓基本相同，而故障所在區段的分接點計算電壓與之相差很大，以此為判據可以識別故障區段，進而列寫測距方程并求解。此后的算法大多以此為基礎進行改進，例如基于正序網絡和正序分量進行故障測距，其中電壓的正序分量是使用對稱分量法從三相電壓中提取。另外一種算法首先列寫故障分別發生在配電網線路的每一個區段對應的測距方程，接著代入同步量測獲得的相電壓和相電流數據，依次求解各組測距方程，最后根據解的合理性，如故障距離不能超出區段范圍或測量阻抗不能為負等判據對測距結果進行篩選，從而能夠同時進行故障區段的識別和故障測距。該方法的優點是避免了故障區段識別錯誤導致測距結果的偏差。

本公開發明人發現，現有技術中大多是針對輸電網進行的故障測距并取得了良好的效果，但是由于配電網和輸電網的差異，以上算法無法直接運用于配電網進行故障測距，主要原因是輸電網的電壓互感器大多采用Y-Y接線方式，能夠測得完整的三相電壓，可以直接計算電壓的序分量結合電流序分量實施故障測距算法；配電網的電壓互感器通常采用V-V接線方式，只能測得兩個線電壓，缺乏相電壓的量測數據，無法實現電壓序分量的計算，從而使得基于阻抗法類的故障測距算法無法使用。

在35kV及以下電力系統中，電壓互感器通常采用V-V接線方式，兩臺單相電壓互感器接成不完全星形分別接于AB和BC之間，如圖1所示，這種接線方式下電壓互感器只能測得線電壓U_ab和U_bc，而不能測得三相電壓，原有的基于對稱分量法和三相電壓計算序分量的算法全部無法使用。

發明內容

為了解決現有技術的不足，本公開提供了一種基于線電壓量測的故障測距方法及系統，可以應用于僅有線電壓量測條件下正負序分量的提取，從而為基于阻抗法的故障測距算法實施提供條件。

為了實現上述目的，本公開采用如下技術方案：

本公開第一方面提供了一種基于線電壓量測的故障測距方法。

一種基于線電壓量測的故障測距方法，包括以下步驟：

獲取三相中的第一相與第二相間的第一線電壓以及第二相與第三相間的第二線電壓；

將第一相和第三相的相電壓用含有線電壓的等式替代，結合對稱分量法、第一線電壓和第二線電壓，得到電壓正序分量和電壓負序分量；