CN104950229A

CN104950229A - 基于单回线路单端电气量双回线路跨线故障点短路电阻测量方法

Info

Publication number: CN104950229A
Application number: CN201510337450.4A
Authority: CN
Inventors: 曾惠敏
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
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
Priority date: 2015-06-17
Filing date: 2015-06-17
Publication date: 2015-09-30
Anticipated expiration: 2035-06-17
Also published as: CN104950229B

Abstract

本发明公开了一种基于单回线路单端电气量双回线路跨线故障点短路电阻测量方法。本发明计算单位电压降，计算单位电压降的实部和虚部，然后计算双回线路跨线故障点的短路电阻。本发明方法利用单回线路单端电气量实现了双回线路跨线故障点短路电阻的精确测量，避免引入另一回线路电气量，简化继电保护装置二次回路接线，提高继电保护二次回路运行可靠性。本发明方法计算双回线路跨线故障点短路电阻的精度不受过渡电阻、负荷电流和线间零序互感的影响，具有很高的测量精度。

Description

基于单回线路单端电气量双回线路跨线故障点短路电阻测量方法

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基于单回线路单端电气量双回线路跨线故障点短路电阻测量方法。

背景技术

同杆并架双回线路具有占地面积少、造价成本低，连接电网运行稳定可靠，已成为电力系统一种常见输电线路连接方式。同杆并架双回线路运行环境复杂，故障因素种类繁多，引起同杆并架双回线路跨线故障的因素有绝缘子闪络、雷击、漂浮物、火烧山、村民烧荒、线路对树枝放电、线路对毛竹放电、鸟悬草引起线路相间安全距离不足、鸟悬草引起线路与地线之间安全距离不足等。不同故障因素引起的双回线路跨线故障类型不同，大致可分为跨线低电阻短路故障、跨线中电阻短路故障和跨线高电阻短路故障三类。若能研究一种同杆并架双回线路跨线故障点短路电阻精确测量方法，可为准确判别双回线路跨线故障类型提供科学依据，有利于缩小故障因素范围，结合故障测距结果和距离保护动作情况，能极大提高故障巡线效率和缩短故障排除时间，从而提高电网安全运行稳定性。

发明内容

本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种基于单回线路单端电气量双回线路跨线故障点短路电阻测量方法，利用单回线路单端电气量实现了双回线路跨线故障点短路电阻的精确测量，测量精度不受过渡电阻、负荷电流和线间零序互感的影响，避免引入另一回线路电气量，简化继电保护装置二次回路接线，提高继电保护二次回路运行可靠性。

为完成上述目的，本发明采用如下技术方案：

基于单回线路单端电气量双回线路跨线故障点短路电阻测量方法，其特征在于，包括如下依序步骤：

(1)保护装置测量双回线路I回线路保护安装处故障相电压故障相正序电流突变量故障相负序电流零序电流与II回线路故障相同相别的I回线路相电压其中，φ＝I回线路A相、I回线路B相、I回线路C相；回线路A相、I回线路B相、I回线路C相，且II回线路故障相相别与I回线路相相同，也为相；

(2)保护装置测量双回线路正常运行时I回线路保护安装处的故障φ相电流

(3)保护装置计算单位电压降

Δ \overset{\cdot}{U} = 2 (Δ {\overset{\cdot}{I}}_{Iφ 1} + {\overset{\cdot}{I}}_{Iφ 2}) z_{1} + 2 {\overset{\cdot}{I}}_{I 0} (z_{0} - z_{m 0}) + (1.5 + j \frac{\sqrt{3}}{2}) {\overset{\cdot}{I}}_{Iφ | 0 |} z_{1}

的实部

Re (Δ \overset{\cdot}{U}) = Re (2 (Δ {\overset{\cdot}{I}}_{Iφ 1} + {\overset{\cdot}{I}}_{Iφ 2}) z_{1} + 2 {\overset{\cdot}{I}}_{I 0} (z_{0} - z_{m 0}) + (1.5 + j \frac{\sqrt{3}}{2}) {\overset{\cdot}{I}}_{Iφ | 0 |} z_{1});

其中，z₁为单位长度双回线路I回线路的正序阻抗；z₀为单位长度双回线路I回线路的零序阻抗；z_m0为单位长度双回线路I回线路与双回线路II回线路之间的零序互阻抗；

(4)保护装置计算单位电压降

Δ \overset{\cdot}{U} = 2 (Δ {\overset{\cdot}{I}}_{Iφ 1} + {\overset{\cdot}{I}}_{Iφ 2}) z_{1} + 2 {\overset{\cdot}{I}}_{I 0} (z_{0} - z_{m 0}) + (1.5 + j \frac{\sqrt{3}}{2}) {\overset{\cdot}{I}}_{Iφ | 0 |} z_{1}

的虚部

Im (Δ \overset{\cdot}{U}) = Im (2 (Δ {\overset{\cdot}{I}}_{Iφ 1} + {\overset{\cdot}{I}}_{Iφ 2}) z_{1} + 2 {\overset{\cdot}{I}}_{I 0} (z_{0} - z_{m 0}) + (1.5 + j \frac{\sqrt{3}}{2}) {\overset{\cdot}{I}}_{Iφ | 0 |} z_{1});

其中，j为复数算子；

(5)保护装置计算的实部a₁和虚部b₁：

(6)保护装置计算的实部a₂和虚部b₂：

a_{2} = Re (\frac{3 (Δ {\overset{\cdot}{I}}_{Iφ 1} + (- \frac{1}{2} + j \frac{\sqrt{3}}{2}) {\overset{\cdot}{I}}_{Iφ 2})}{\frac{1}{2} + j \frac{\sqrt{3}}{2}}), b_{2} = Im (\frac{3 (Δ {\overset{\cdot}{I}}_{Iφ 1} + (- \frac{1}{2} + j \frac{\sqrt{3}}{2}) {\overset{\cdot}{I}}_{Iφ 2})}{\frac{1}{2} + j \frac{\sqrt{3}}{2}})

(7)保护装置计算双回线路跨线故障点短路电阻R：

R = \frac{(Re (Δ \overset{\cdot}{U}) b_{1} - Im (Δ \overset{\cdot}{U}) a_{1}) (Re (Δ \overset{\cdot}{U}) b_{2} + a_{2} b_{1} - a_{2} Im (Δ \overset{\cdot}{U}) - a_{1} b_{2})}{(Im (Δ \overset{\cdot}{U}) a_{2} - Re (Δ \overset{\cdot}{U}) b_{2}) (Im (Δ \overset{\cdot}{U}) a_{2} - Re (Δ \overset{\cdot}{U}) b_{2})}

本发明的特点及技术成果：

本发明方法首先测量双回线路I回线路保护安装处故障相电压、故障相正序电流突变量、故障相负序电流、零序电流、与II回线路故障相同相别的I回线路电压，测量双回线路正常运行时I回线路保护安装处的故障相电流，计算单位电压降，计算单位电压降的实部和虚部，然后计算双回线路跨线故障点的短路电阻。本发明方法利用单回线路单端电气量实现了双回线路跨线故障点短路电阻的精确测量，避免引入另一回线路电气量，简化继电保护装置二次回路接线，提高继电保护二次回路运行可靠性。本发明方法计算双回线路跨线故障点短路电阻的精度不受过渡电阻、负荷电流和线间零序互感的影响，具有很高测量精度。

附图说明

图1为应用本发明的同杆并架双回线路输电系统示意图。

具体实施方式

图1为应用本发明的同杆并架双回线路输电系统示意图。图1中PT为电压互感器、CT为电流互感器，m、n为同杆并架双回线路的两端编号。保护装置测量双回线路I回线路保护安装处故障相电压故障相正序电流突变量故障相负序电流零序电流与II回线路故障相同相别的I回线路相电压其中，φ＝I回线路A相、I回线路B相、I回线路C相；回线路A相、I回线路B相、I回线路C相，且II回线路故障相相别与I回线路相相同，也为相。

保护装置测量双回线路正常运行时I回线路保护安装处的故障φ相电流

保护装置计算单位电压降

Δ \overset{\cdot}{U} = 2 (Δ {\overset{\cdot}{I}}_{Iφ 1} + {\overset{\cdot}{I}}_{Iφ 2}) z_{1} + 2 {\overset{\cdot}{I}}_{I 0} (z_{0} - z_{m 0}) + (1.5 + j \frac{\sqrt{3}}{2}) {\overset{\cdot}{I}}_{Iφ | 0 |} z_{1}

其中，z₁为单位长度双回线路I回线路的正序阻抗；z₀为单位长度双回线路I回线路的零序阻抗；z_m0为单位长度双回线路I回线路与双回线路II回线路之间的零序互阻抗；j为复数算子。

保护装置计算单位电压降的实部

Re (Δ \overset{\cdot}{U}) = Re (2 (Δ {\overset{\cdot}{I}}_{Iφ 1} + {\overset{\cdot}{I}}_{Iφ 2}) z_{1} + 2 {\overset{\cdot}{I}}_{I 0} (z_{0} - z_{m 0}) + (1.5 + j \frac{\sqrt{3}}{2}) {\overset{\cdot}{I}}_{Iφ | 0 |} z_{1})

保护装置计算单位电压降的虚部

Im (Δ \overset{\cdot}{U}) = Im (2 (Δ {\overset{\cdot}{I}}_{Iφ 1} + {\overset{\cdot}{I}}_{Iφ 2}) z_{1} + 2 {\overset{\cdot}{I}}_{I 0} (z_{0} - z_{m 0}) + (1.5 + j \frac{\sqrt{3}}{2}) {\overset{\cdot}{I}}_{Iφ | 0 |} z_{1})

保护装置计算与的电压差的实部a₁和虚部b₁：

保护装置计算的实部a₂和虚部b₂：

a_{2} = Re (\frac{3 (Δ {\overset{\cdot}{I}}_{Iφ 1} + (- \frac{1}{2} + j \frac{\sqrt{3}}{2}) {\overset{\cdot}{I}}_{Iφ 2})}{\frac{1}{2} + j \frac{\sqrt{3}}{2}})

b_{2} = Im (\frac{3 (Δ {\overset{\cdot}{I}}_{Iφ 1} + (- \frac{1}{2} + j \frac{\sqrt{3}}{2}) {\overset{\cdot}{I}}_{Iφ 2})}{\frac{1}{2} + j \frac{\sqrt{3}}{2}})

保护装置计算双回线路跨线故障点的短路电阻R：

R = \frac{(Re (Δ \overset{\cdot}{U}) b_{1} - Im (Δ \overset{\cdot}{U}) a_{1}) (Re (Δ \overset{\cdot}{U}) b_{2} + a_{2} b_{1} - a_{2} Im (Δ \overset{\cdot}{U}) - a_{1} b_{2})}{(Im (Δ \overset{\cdot}{U}) a_{2} - Re (Δ \overset{\cdot}{U}) b_{2}) (Im (Δ \overset{\cdot}{U}) a_{2} - Re (Δ \overset{\cdot}{U}) b_{2})}

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.基于单回线路单端电气量双回线路跨线故障点短路电阻测量方法，其特征在于，包括如下依序步骤：

(1)保护装置测量双回线路I回线路保护安装处故障相电压故障相正序电流突变量故障相负序电流零序电流与II回线路故障相同相别的I回线路相电压其中，φ＝I回线路A相、I回线路B相、I回线路C相；回线路A相、I回线路B相、I回线路C相，且II回线路故障相相别与I回线路相相同，也为相。

(2)保护装置保护装置测量双回线路正常运行时I回线路保护安装处的故障φ相电流