CN103293444B - 抗过渡电阻和负荷电流影响的线路单相接地故障单端测距方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抗过渡电阻和负荷电流影响的线路单相接地故障单端测距方法。本发明方法首先测量输电线路保护安装处的故障相电压、故障相电流、故障相负序电流和零序电流，然后计算单相接地故障点到输电线路保护整定范围处的线路距离，进而利用输电线路保护整定范围减去单相接地故障点到输电线路保护整定范围处的线路距离，得到输电线路保护安装处到单相接地故障点的故障距离。本发明方法利用单端电气量实现输电线路单相接地故障的单端测距，测距精度不受过渡电阻和负荷电流的影响，具有很高的测距精度。本发明方法是一种搜索式的方法，不存在解方程法的伪根问题和迭代法的不收敛问题，具有很强的实用性。<!--1-->

Description

抗过渡电阻和负荷电流影响的线路单相接地故障单端测距方法

技术领域

本发明涉及电力系统继电保护技术领域，具体地说是涉及一种抗过渡电阻和负荷电流影响的线路单相接地故障单端测距方法。

背景技术

根据电气量来源划分，故障测距方法主要分为双端测距方法和单端测距方法。双端测距方法利用输电线路两端电气量进行故障定位，需要通过数据传输通道获取对端电气量，对数据传输通道依赖性强，实际使用中还易受双端采样值同步性的影响。特高压交流输电线路往往是远距离输电线路，铺设测距所需的数据传输通道需要附加投资大量资金，因此，单端测距方法比双端测距方法更具实用性。单端测距方法仅利用输电线路一端电气量进行故障定位，无须通讯和数据同步设备，运行费用低且算法稳定，在高中低压输电线路中获得广泛应用。

目前，单端测距方法主要分为行波法和阻抗法。行波法利用故障暂态行波的传送性质进行单端故障测距，精度高，不受运行方式、过度电阻等影响，但对采样率要求很高，需要专门的录波装置，应用成本高。阻抗法利用故障后的电压、电流量计算故障回路阻抗，根据线路长度与阻抗成正比的特性进行单端故障测距，简单可靠，但测距精度受到过渡电阻和负荷电流等因素影响严重，尤其过渡电阻较大时，阻抗法测距结果会严重偏离真实故障距离，甚至出现测距失败。

发明内容

本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种抗过渡电阻和负荷电流影响的线路单相接地故障单端测距方法。

抗过渡电阻和负荷电流影响的线路单相接地故障单端测距方法，其特征在于，包括如下依序步骤：

（1）保护装置测量输电线路保护安装处的故障相电压、故障相电流、故障相负序电流和零序电流；其中，Φ=A相、B相、C相；

（2）保护装置计算单相接地故障点到输电线路保护整定范围处的线路距离Δx：

其中，z₁为单位长度输电线路正序阻抗；z₀为单位长度输电线路零序阻抗；x_set为输电线路保护整定范围；β=Arg(z₁)为单位长度输电线路正序阻抗z₁的相角；为领先的角度；为领先的角度。

（3）保护装置利用输电线路保护整定范围x_set减去单相接地故障点到输电线路保护整定范围处的线路距离Δx得到输电线路保护安装处到单相接地故障点的故障距离x：

本发明与现有技术相比较，具有以下积极成果：

本发明方法首先利用单端故障相电气量计算单相接地故障点到输电线路保护整定范围处的线路距离，然后利用输电线路保护整定范围减去单相接地故障点到输电线路保护整定范围处的线路距离，得到输电线路保护安装处到单相接地故障点的故障距离。本发明方法利用单端电气量实现输电线路单相接地故障的单端测距，测距精度不受过渡电阻和负荷电流的影响，具有很高的测距精度。本发明方法是一种搜索式的方法，不存在解方程法的伪根问题和迭代法的不收敛问题，具有很强的实用性。

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

下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步详细表述。

图1为应用本发明的线路输电系统示意图。图1中CVT为电压互感器、CT为电流互感器。保护装置对输电线路保护安装处的电压互感器CVT的电压和电流互感器CT的电流波形进行采样得到电压、电流瞬时值，然后保护装置对采集到的电压、电流瞬时值利用傅里叶算法计算输电线路保护安装处的故障相电压、故障相电流、故障相负序电流和零序电流，作为输入量；其中，Φ=A相、B相、C相。

保护装置计算单相接地故障点到输电线路保护整定范围处的线路距离Δx：

其中，z₁为单位长度输电线路正序阻抗；z₀为单位长度输电线路零序阻抗；x_set为输电线路保护整定范围；β=Arg(z₁)为单位长度输电线路正序阻抗z₁的相角；为领先的角度；为领先的角度。

保护装置利用输电线路保护整定范围x_set减去单相接地故障点到输电线路保护整定范围处的线路距离Δx得到输电线路保护安装处到单相接地故障点的故障距离x：

本发明方法首先利用单端故障相电气量计算单相接地故障点到输电线路保护整定范围处的线路距离，然后利用输电线路保护整定范围减去单相接地故障点到输电线路保护整定范围处的线路距离，得到输电线路保护安装处到单相接地故障点的故障距离。本发明方法利用单端电气量实现输电线路单相接地故障的单端测距，测距精度不受过渡电阻和负荷电流的影响，具有很高的测距精度。本发明方法是一种搜索式的方法，不存在解方程法的伪根问题和迭代法的不收敛问题，具有很强的实用性。

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)

1.抗过渡电阻和负荷电流影响的线路单相接地故障单端测距方法，包括步骤：

(1)保护装置测量输电线路保护安装处的故障相电压故障相电流故障相负序电流和零序电流其中，φ＝A、B或C，表示故障相为A相、B相或C相中的一相，其特征在于：还包括如下步骤

(2)保护装置计算单相接地故障点到输电线路保护整定范围处的线路距离Δx：

$\mathrm{\&Delta;}x=\left|\begin{array}{c}{\stackrel{\&CenterDot;}{U}}_{\mathrm{\&phi;}}-z_1({\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{\&phi;}}+\frac{z_0-z_1}{z_1}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_0)x_{set}\\ \stackrel{\&OverBar;}{z_1({\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{\&phi;}}+\frac{z_0-z_1}{z_1}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_0)sin(\mathrm{\&beta;}+\mathrm{\&gamma;})}\end{array}\right|sin\mathrm{\&alpha;}$

其中，z₁为单位长度输电线路正序阻抗；z₀为单位长度输电线路零序阻抗；x_set为输电线路保护整定范围；β＝Arg(z₁)为单位长度输电线路正序阻抗z₁的相角；为领先的角度； $\mathrm{\&gamma;}=Arg\left(\frac{{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{\&phi;}}+\frac{z_0-z_1}{z_1}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_0}{{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{\&phi;}2}}\right)$ 为领先的角度；

(3)保护装置利用输电线路保护整定范围x_set减去单相接地故障点到输电线路保护整定范围处的线路距离Δx得到输电线路保护安装处到单相接地故障点的故障距离x：

$x=x_{set}-\left|\begin{array}{c}{\stackrel{\&CenterDot;}{U}}_{\mathrm{\&phi;}}-z_1({\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{\&phi;}}+\frac{z_0-z_1}{z_1}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_0)x_{set}\\ \stackrel{\&OverBar;}{z_1({\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_{\mathrm{\&phi;}}+\frac{z_0-z_1}{z_1}{\stackrel{\&CenterDot;}{I}}_0)\sin (\mathrm{\&beta;}+\mathrm{\&gamma;})}\end{array}\right|sin\mathrm{\&alpha;}.$