CN103760473B - 架空线路-电力电缆混连线路故障支路判别方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种架空线路-电力电缆混连线路故障支路判别方法。首先测量架空线路-电力电缆混连线路两端的故障相正序电压、故障相正序电流，分别利用架空线路-电力电缆混连线路两端的故障相正序电压、故障相正序电流计算架空线路和电力电缆连接点处的故障相正序电压和故障相正序电流，根据架空线路和电力电缆连接点处的故障相正序电压差和故障相正序电流和之间的相角关系判别故障点位于架空线路或是故障点位于电力电缆上。本发明方法根据架空线路和电力电缆连接点处的故障相正序电压差和故障相正序电流和之间的相角关系构成继电保护判据，准确判别故障点位于架空线路或是故障点位于电力电缆上，判别结果不受线路参数、故障位置、过渡电阻和负荷电流的影响。

Description

架空线路-电力电缆混连线路故障支路判别方法

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架空线路-电力电缆混连线路故障支路判别方法。

背景技术

随着我国大中型城市建设的飞速发展和城市规划的要求，电力电缆以其占地少、人身安全保障、供电可靠性高、维护工作量小等优点得到了广泛的应用，并进一步在原有电力电缆、架空线路基础上发展应用越来越广泛的电力电缆?架空线混连线路。

目前已有的架空线路—电力电缆混连线路故障测距方法都是先判断故障支路，后采用双端测距方法进行故障测距，这些方法原理上受过渡电阻、线路参数和故障位置影响严重，尤其是架空线路—电力电缆连接点附近发生单相高阻接地故障时，这些方法常常判断故障支路错误，导致故障测距失败，无法提供有效的故障点信息，导致故障排查困难。因此，研究一种判别结果不受过渡电阻、线路参数和故障位置影响的架空线路-电力电缆混连线路故障支路判别方法具有十分重要的工程实践价值。

发明内容

本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种判别结果不受线路参数、故障位置、过渡电阻和负荷电流影响的架空线路-电力电缆混连线路故障支路判别方法。

为完成上述目的，本发明采用如下技术方案：

架空线路-电力电缆混连线路故障支路判别方法，其特征在于，包括如下依序步骤：

（1）测量架空线路-电力电缆混连线路在m变电站保护安装处的故障相正序电压故障相正序电流测量架空线路-电力电缆混连线路在n变电站保护安装处的故障相正序电压故障相正序电流其中，φ为A相或B相或C相；

（2）由m变电站保护安装处的故障相正序电压故障相正序电流计算架空线路与电力电缆连接处的故障相正序电压故障相正序电流

${\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{mj\φ}1}={\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{m\φ}1}\mathrm{ch}\left({\mathrm{\γ}}_1{l}_{\mathrm{mj}}\right)-Z_{\mathrm{cl}}{i}_{\mathrm{m\φ}1}\mathrm{sh}\left({\mathrm{\γ}}_1{l}_{\mathrm{mj}}\right)$

$i_{\mathrm{mj\φ}1}=i_{\mathrm{m\φ}1}\mathrm{ch}\left({\mathrm{\γ}}_1{l}_{\mathrm{mj}}\right)-\frac{{\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{m\φ}1}}{Z_{c1}}\mathrm{sh}\left({\mathrm{\γ}}_1{l}_{\mathrm{mj}}\right)$

其中，γ₁为架空线路正序传播系数；Z_c1为架空线路正序波阻抗；ch(.)为双曲余弦函数；sh(.)为双曲正弦函数；j为架空线路和电力电缆的连接点；l_mj为m变电站保护安装处到架空线路和电力电缆连接点j的架空线路长度；

（3）由n变电站保护安装处的故障相正序电压故障相正序电流计算架空线路与电力电缆连接处的故障相正序电压故障相正序电流

${\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{nj\φ}1}={\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{n\φ}1}\mathrm{ch}\left({\mathrm{\γ}}_2{l}_{\mathrm{nj}}\right)-Z_{c2}{i}_{\mathrm{n\φ}1}\mathrm{sh}\left({\mathrm{\γ}}_2{l}_{\mathrm{nj}}\right)$

$i_{\mathrm{nj\φ}1}=i_{\mathrm{n\φ}1}\mathrm{ch}\left({\mathrm{\γ}}_2{l}_{\mathrm{nj}}\right)-\frac{{\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{n\φ}1}}{Z_{c2}}\mathrm{sh}\left({\mathrm{\γ}}_2{l}_{\mathrm{nj}}\right)$

其中，γ₂为电力电缆正序传播系数；Z_c2为电力电缆正序波阻抗；ch(.)为双曲余弦函数；sh(.)为双曲正弦函数；l_nj为架空线路和电力电缆连接点j到n变电站保护安装处的电力电缆长度；

（4）判断领先的角度落在（-90°0°）范围是否成立，若成立，则判断架空线路发生故障；

（5）判断领先的角度落在（0°90°）范围是否成立，若成立，则判断电力电缆发生故障。

本发明与现有技术相比较，具有下列积极成果：

本发明方法首先测量架空线路-电力电缆混连线路两端的故障相正序电压、故障相正序电流，分别利用架空线路-电力电缆混连线路两端的故障相正序电压、故障相正序电流计算架空线路和电力电缆连接点处的故障相正序电压和故障相正序电流，根据架空线路和电力电缆连接点处的故障相正序电压差和故障相正序电流和之间的相角关系判别故障点位于架空线路或是位于电力电缆上。

本发明方法采用分布参数建模，具有天然的抗分布电容电流影响的能力，适用于架空线路-电力电缆混连线路的故障支路准确判别。本发明方法根据架空线路和电力电缆连接点处的故障相正序电压差和故障相正序电流和之间的相角关系构成继电保护判据，准确判别故障点位于架空线路或是位于电力电缆上，判别结果不受线路参数、故障位置、过渡电阻和负荷电流的影响。

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。

图1为应用本发明的线路输电系统示意图。测量架空线路-电力电缆混连线路在m变电站保护安装处的故障相正序电压故障相正序电流测量架空线路-电力电缆混连线路在n变电站保护安装处的故障相正序电压故障相正序电流其中，φ=A、B、C相。

由m变电站保护安装处的故障相正序电压故障相正序电流计算架空线路与电力电缆连接处的故障相正序电压故障相正序电流

${\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{mj\φ}1}={\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{m\φ}1}\mathrm{ch}\left({\mathrm{\γ}}_1{l}_{\mathrm{mj}}\right)-Z_{c1}{i}_{\mathrm{m\φ}1}\mathrm{sh}\left({\mathrm{\γ}}_1{l}_{\mathrm{mj}}\right)$

$i_{\mathrm{mj\φ}1}=i_{\mathrm{m\φ}1}\mathrm{ch}\left({\mathrm{\γ}}_1{l}_{\mathrm{mj}}\right)-\frac{{\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{m\φ}1}}{Z_{c1}}\mathrm{sh}\left({\mathrm{\γ}}_1{l}_{\mathrm{mj}}\right)$

其中，γ₁为架空线路正序传播系数；Z_c1为架空线路正序波阻抗；ch(.)为双曲余弦函数；sh(.)为双曲正弦函数；j为架空线路和电力电缆的连接点；l_mj为m变电站保护安装处到架空线路和电力电缆连接点j的架空线路长度。

由n变电站保护安装处的故障相正序电压故障相正序电流计算架空线路与电力电缆连接处的故障相正序电压故障相正序电流

${\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{nj\φ}1}={\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{n\φ}1}\mathrm{ch}\left({\mathrm{\γ}}_2{l}_{\mathrm{nj}}\right)-Z_{c2}{i}_{\mathrm{n\φ}1}\mathrm{sh}\left({\mathrm{\γ}}_2{l}_{\mathrm{nj}}\right)$

$i_{\mathrm{nj\φ}1}=i_{\mathrm{n\φ}1}\mathrm{ch}\left({\mathrm{\γ}}_2{l}_{\mathrm{nj}}\right)-\frac{{\stackrel{\·}{U}}_{\mathrm{n\φ}1}}{Z_{c2}}\mathrm{sh}\left({\mathrm{\γ}}_2{l}_{\mathrm{nj}}\right)$

其中，γ₂为电力电缆正序传播系数；Z_c2为电力电缆正序波阻抗；ch(.)为双曲余弦函数；sh(.)为双曲正弦函数；l_nj为架空线路和电力电缆连接点j到n变电站保护安装处的电力电缆长度。

判断领先的角度落在（-90°0°）范围是否成立，若成立，则判断架空线路发生故障。

判断领先的角度落在（0°90°）范围是否成立，若成立，则判断电力电缆发生故障。

本发明方法首先测量架空线路-电力电缆混连线路两端的故障相正序电压、故障相正序电流，分别利用架空线路-电力电缆混连线路两端的故障相正序电压、故障相正序电流计算架空线路和电力电缆连接点处的故障相正序电压和故障相正序电流，根据架空线路和电力电缆连接点处的故障相正序电压差和故障相正序电流和之间的相角关系判别故障点位于架空线路或是故障点位于电力电缆上。

本发明方法采用分布参数建模，具有天然的抗分布电容电流影响的能力，适用于架空线路-电力电缆混连线路的故障支路准确判别。本发明方法根据架空线路和电力电缆连接点处的故障相正序电压差和故障相正序电流和之间的相角关系构成继电保护判据，准确判别故障点位于架空线路或是故障点位于电力电缆上，判别结果不受线路参数、故障位置、过渡电阻和负荷电流的影响。

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.架空线路-电力电缆混连线路故障支路判别方法，包括如下依序步骤：

(1)测量架空线路-电力电缆混连线路在m变电站保护安装处的故障φ相正序电压故障φ相正序电流测量架空线路-电力电缆混连线路在n变电站保护安装处的故障φ相正序电压故障φ相正序电流其中，φ为A相或B相或C相；

(2)由m变电站保护安装处的故障φ相正序电压故障φ相正序电流计算架空线路与电力电缆连接处的故障φ相相对于m变电站保护安装处的正序电压故障φ相正序电流

${\stackrel{\·}{U}}_{mj\mathrm{\φ}1}={\stackrel{\·}{U}}_{m\mathrm{\φ}1}ch\left({\mathrm{\γ}}_1{l}_{mj}\right)-Z_{c1}{\stackrel{\·}{I}}_{m\mathrm{\φ}1}sh\left({\mathrm{\γ}}_1{l}_{mj}\right)$

${\stackrel{\·}{I}}_{mj\mathrm{\φ}1}={\stackrel{\·}{I}}_{m\mathrm{\φ}1}ch\left({\mathrm{\γ}}_1{l}_{mj}\right)-\frac{{\stackrel{\·}{U}}_{m\mathrm{\φ}1}}{Z_{c1}}sh\left({\mathrm{\γ}}_1{l}_{mj}\right)$

其中，γ₁为架空线路正序传播系数；Z_c1为架空线路正序波阻抗；ch(.)为双曲余弦函数；sh(.)为双曲正弦函数；j为架空线路和电力电缆的连接点；l_mj为m变电站保护安装处到架空线路和电力电缆连接点j的架空线路长度；

(3)由n变电站保护安装处的故障φ相正序电压故障φ相正序电流计算架空线路与电力电缆连接处的故障φ相相对于n变电站保护安装处的正序电压故障φ相正序电流

${\stackrel{\·}{U}}_{nj\mathrm{\φ}1}={\stackrel{\·}{U}}_{n\mathrm{\φ}1}ch\left({\mathrm{\γ}}_2{l}_{nj}\right)-Z_{c2}{\stackrel{\·}{I}}_{n\mathrm{\φ}1}sh\left({\mathrm{\γ}}_2{l}_{nj}\right)$

${\stackrel{\·}{I}}_{nj\mathrm{\φ}1}={\stackrel{\·}{I}}_{n\mathrm{\φ}1}ch\left({\mathrm{\γ}}_2{l}_{nj}\right)-\frac{{\stackrel{\·}{U}}_{n\mathrm{\φ}1}}{Z_{c2}}sh\left({\mathrm{\γ}}_2{l}_{nj}\right)$

其中，γ₂为电力电缆正序传播系数；Z_c2为电力电缆正序波阻抗；ch(.)为双曲余弦函数；sh(.)为双曲正弦函数；l_nj为架空线路和电力电缆连接点j到n变电站保护安装处的电力电缆长度；

(4)判断领先的角度落在(-90°0°)范围是否成立，若成立，则判断架空线路发生故障；

(5)判断领先的角度落在(0°90°)范围是否成立，若成立，则判断电力电缆发生故障。