CN103149493B

CN103149493B - 一种输电线路单相接地故障类型诊断方法

Info

Publication number: CN103149493B
Application number: CN201310042968.6A
Authority: CN
Inventors: 曾惠敏; 林富洪; 郑志煜; 吴善班; 佘剑锋; 潘立志; 俞书献
Original assignee: State Grid Corp of China SGCC; State Grid Fujian Electric Power Co Ltd; Maintenance Branch of State Grid Fujian Electric Power Co Ltd; Putian Power Supply Co of State Grid Fujian Electric Power Co Ltd
Current assignee: State Grid Corp of China SGCC; State Grid Fujian Electric Power Co Ltd; Maintenance Branch of State Grid Fujian Electric Power Co Ltd; Putian Power Supply Co of State Grid Fujian Electric Power Co Ltd
Priority date: 2013-01-31
Filing date: 2013-01-31
Publication date: 2015-07-01
Anticipated expiration: 2033-01-31
Also published as: CN103149493A

Abstract

本发明属于电力系统故障诊断技术领域，公开了一种输电线路单相接地故障类型诊断方法。该方法首先利用输电线路故障相电压、故障相电流、故障相负序电流和零序电流计算单相接地故障点电压幅值，然后比较与、的大小关系：若，则判断输电线路单相接地故障为低电阻接地故障；若且，则判断输电线路单相接地故障为中电阻接地故障；若，则判断输电线路单相接地故障为高电阻接地故障。其中，φ=A、B、C相；k₁、k₂分别为中、高电阻整定系数；为输电线路正常运行时的φ相输电线路电压幅值。本发明方法适用于输电线路整个故障过程的单相低中高电阻接地故障类型诊断，诊断性能不受过渡电阻、负荷电流、系统运行方式等因素的影响。

Description

一种输电线路单相接地故障类型诊断方法

技术领域

本发明涉及电力系统故障诊断技术领域，特别是一种输电线路单相接地故障类型诊断方法。

背景技术

在220kV及以上的大接地电流系统中，电网输电单相接地短路约占80%以上，山区或森林较多省份的电网，引起不可见的单相高阻接地故障的主要因素有绝缘子闪络、雷击、对树枝放电和火烧山等；220kV及以上的大接地电流系统中，引起输电线路低电阻接地故障的主要因素有输电线路经杆塔直接接地故障、鸟衔草过程中杂草与带电导线安全距离不足等；其他因素引起输电线路接地故障则属于中电阻接地故障。因此，如果能够研究一种输电线路单相接地故障类型诊断方法，将引起输电线路单相接地故障因素范围大大缩小，结合故障距离测量结果，为迅速制定线路故障排除方案提供可靠依据，为线路故障排除和线路恢复供电赢得宝贵时间。

发明内容

本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种输电线路单相接地故障类型诊断方法。

一种输电线路单相接地故障类型诊断方法，步骤如下：输电线路发生单相接地故障后，测量输电线路故障相电压、故障相电流、故障相负序电流和零序电流，φ=A、B、C相；利用以下判据对输电线路单相接地故障类型进行判别：

（1）比较

\frac{Re ({\dot{U}}_{φ}) Im [z_{1} ({\dot{I}}_{φ} + \frac{z_{1} - z_{0}}{z_{1}} {\dot{I}}_{0})] - Im ({\dot{U}}_{φ}) Re [z_{1} ({\dot{I}}_{φ} + \frac{z_{1} - z_{0}}{z_{1}} {\dot{I}}_{0})]}{Im [z_{1} ({\dot{I}}_{φ} + \frac{z_{1} - z_{0}}{z_{1}} {\dot{I}}_{0})] \cos α - Re [z_{1} ({\dot{I}}_{φ} + \frac{z_{1} - z_{0}}{z_{1}} {\dot{I}}_{0})] \sin α} < k_{1} | {\dot{U}}_{φ | 0 |} |

是否成立，若成立，则判断输电线路单相接地故障为低电阻接地故障；

（2）比较

k_{1} | {\dot{U}}_{φ | 0 |} | < \frac{Re ({\dot{U}}_{φ}) Im [z_{1} ({\dot{I}}_{φ} + \frac{z_{1} - z_{0}}{z_{1}} {\dot{I}}_{0})] - Im ({\dot{U}}_{φ}) Re [z_{1} ({\dot{I}}_{φ} + \frac{z_{1} - z_{0}}{z_{1}} {\dot{I}}_{0})]}{Im [z_{1} ({\dot{I}}_{φ} + \frac{z_{1} - z_{0}}{z_{1}} {\dot{I}}_{0})] \cos α - Re [z_{1} ({\dot{I}}_{φ} + \frac{z_{1} - z_{0}}{z_{1}} {\dot{I}}_{0})] \sin α} < k_{2} | {\dot{U}}_{φ | 0 |} |

是否成立，若成立，则判断输电线路单相接地故障为中电阻接地故障；

（3）比较

k_{2} | {\dot{U}}_{φ | 0 |} | < \frac{Re ({\dot{U}}_{φ}) Im [z_{1} ({\dot{I}}_{φ} + \frac{z_{1} - z_{0}}{z_{1}} {\dot{I}}_{0})] - Im ({\dot{U}}_{φ}) Re [z_{1} ({\dot{I}}_{φ} + \frac{z_{1} - z_{0}}{z_{1}} {\dot{I}}_{0})]}{Im [z_{1} ({\dot{I}}_{φ} + \frac{z_{1} - z_{0}}{z_{1}} {\dot{I}}_{0})] \cos α - Re [z_{1} ({\dot{I}}_{φ} + \frac{z_{1} - z_{0}}{z_{1}} {\dot{I}}_{0})] \sin α}

是否成立，若成立，则判断输电线路单相接地故障为高电阻接地故障；

其中，为故障相电压；为故障相电流；为故障相负序电流；为零序电流；φ=A、B、C相；α为故障相负序电流的相位；z₁、z₀分别为单位长度输电线路正序、零序阻抗；为输电线路正常运行时的φ相输电线路电压幅值；k₁为中电阻故障整定系数；k₂为高电阻故障整定系数；为故障相电压的实部；为故障相电压的虚部；为的虚部；为的实部。

综上所述，本发明相比现有技术具有如下优点：

本发明方法适用于输电线路整个故障过程的单相低中高电阻接地故障类型诊断，诊断性能不受过渡电阻、负荷电流、系统运行方式等因素的影响。

附图说明

图1为应用本发明的线路输电系统示意图。

具体实施方式

下面根据说明书附图对本发明的技术方案做进一步详细表述。

输电线路发生单相接地故障后，测量输电线路故障相电压、故障相电流、故障相负序电流和零序电流，φ=A、B、C相；利用以下判据对输电线路单相接地故障类型进行判别：

（1）比较

\frac{Re ({\dot{U}}_{φ}) Im [z_{1} ({\dot{I}}_{φ} + \frac{z_{1} - z_{0}}{z_{1}} {\dot{I}}_{0})] - Im ({\dot{U}}_{φ}) Re [z_{1} ({\dot{I}}_{φ} + \frac{z_{1} - z_{0}}{z_{1}} {\dot{I}}_{0})]}{Im [z_{1} ({\dot{I}}_{φ} + \frac{z_{1} - z_{0}}{z_{1}} {\dot{I}}_{0})] \cos α - Re [z_{1} ({\dot{I}}_{φ} + \frac{z_{1} - z_{0}}{z_{1}} {\dot{I}}_{0})] \sin α} < k_{1} | {\dot{U}}_{φ | 0 |} |

（2）比较

k_{1} | {\dot{U}}_{φ | 0 |} | < \frac{Re ({\dot{U}}_{φ}) Im [z_{1} ({\dot{I}}_{φ} + \frac{z_{1} - z_{0}}{z_{1}} {\dot{I}}_{0})] - Im ({\dot{U}}_{φ}) Re [z_{1} ({\dot{I}}_{φ} + \frac{z_{1} - z_{0}}{z_{1}} {\dot{I}}_{0})]}{Im [z_{1} ({\dot{I}}_{φ} + \frac{z_{1} - z_{0}}{z_{1}} {\dot{I}}_{0})] \cos α - Re [z_{1} ({\dot{I}}_{φ} + \frac{z_{1} - z_{0}}{z_{1}} {\dot{I}}_{0})] \sin α} < k_{2} | {\dot{U}}_{φ | 0 |} |

（3）比较

k_{2} | {\dot{U}}_{φ | 0 |} | < \frac{Re ({\dot{U}}_{φ}) Im [z_{1} ({\dot{I}}_{φ} + \frac{z_{1} - z_{0}}{z_{1}} {\dot{I}}_{0})] - Im ({\dot{U}}_{φ}) Re [z_{1} ({\dot{I}}_{φ} + \frac{z_{1} - z_{0}}{z_{1}} {\dot{I}}_{0})]}{Im [z_{1} ({\dot{I}}_{φ} + \frac{z_{1} - z_{0}}{z_{1}} {\dot{I}}_{0})] \cos α - Re [z_{1} ({\dot{I}}_{φ} + \frac{z_{1} - z_{0}}{z_{1}} {\dot{I}}_{0})] \sin α}

以上所述仅为本发明的较佳具体实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种输电线路单相接地故障类型诊断方法，步骤如下：

输电线路发生单相接地故障后，测量输电线路故障相电压故障相电流故障相负序电流和零序电流φ＝A、B、C相，其特征在于：利用以下判据对输电线路单相接地故障类型进行判别：

(1)比较

\frac{Re ({\overset{\cdot}{U}}_{φ}) Im [z_{1} ({\overset{\cdot}{I}}_{φ} + \frac{z_{1} - z_{0}}{z_{1}} {\overset{\cdot}{I}}_{0})] - Im ({\overset{\cdot}{U}}_{φ}) Re [z_{1} ({\overset{\cdot}{I}}_{φ} + \frac{z_{1} - z_{0}}{z_{1}} {\overset{\cdot}{I}}_{0})]}{Im [z_{1} ({\overset{\cdot}{I}}_{φ} + \frac{z_{1} - z_{0}}{z_{1}} {\overset{\cdot}{I}}_{0})] \cos α - Re [z_{1} ({\overset{\cdot}{I}}_{φ} + \frac{z_{1} - z_{0}}{z_{1}} {\overset{\cdot}{I}}_{0})] \sin α} < k_{1} | {\overset{\cdot}{U}}_{φ | 0 |} |

(2)比较

k_{1} | {\overset{\cdot}{U}}_{φ | 0 |} | < \frac{Re ({\overset{\cdot}{U}}_{φ}) Im [z_{1} ({\overset{\cdot}{I}}_{φ} + \frac{z_{1} - z_{0}}{z_{1}} {\overset{\cdot}{I}}_{0})] - Im ({\overset{\cdot}{U}}_{φ}) Re [z_{1} ({\overset{\cdot}{I}}_{φ} + \frac{z_{1} - z_{0}}{z_{1}} {\overset{\cdot}{I}}_{0})]}{Im [z_{1} ({\overset{\cdot}{I}}_{φ} + \frac{z_{1} - z_{0}}{z_{1}} {\overset{\cdot}{I}}_{0})] \cos α - Re [z_{1} ({\overset{\cdot}{I}}_{φ} + \frac{z_{1} - z_{0}}{z_{1}} {\overset{\cdot}{I}}_{0})] \sin α} < k_{2} | {\overset{\cdot}{U}}_{φ | 0 |} |

(3)比较

k_{2} | {\overset{\cdot}{U}}_{φ | 0 |} | < \frac{Re ({\overset{\cdot}{U}}_{φ}) Im [z_{1} ({\overset{\cdot}{I}}_{φ} + \frac{z_{1} - z_{0}}{z_{1}} {\overset{\cdot}{I}}_{0})] - Im ({\overset{\cdot}{U}}_{φ}) Re [z_{1} ({\overset{\cdot}{I}}_{φ} + \frac{z_{1} - z_{0}}{z_{1}} {\overset{\cdot}{I}}_{0})]}{Im [z_{1} ({\overset{\cdot}{I}}_{φ} + \frac{z_{1} - z_{0}}{z_{1}} {\overset{\cdot}{I}}_{0})] \cos α - Re [z_{1} ({\overset{\cdot}{I}}_{φ} + \frac{z_{1} - z_{0}}{z_{1}} {\overset{\cdot}{I}}_{0})] \sin α}

其中，为故障相电压；为故障相电流；为故障相负序电流；为零序电流；φ＝A、B、C相；α为故障相负序电流的相位；z₁、z₀分别为单位长度输电线路正序、零序阻抗；为输电线路正常运行时的φ相输电线路电压幅值；k₁为中电阻故障整定系数；k₂为高电阻故障整定系数；为故障相电压的实部；为故障相电压的虚部；为的虚部；为的实部。