CN111624510A - 基于复合模量网络的接地极线路短路阻抗获取方法及装置 - Google Patents

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CN111624510A CN202010529900.0A CN202010529900A CN111624510A CN 111624510 A CN111624510 A CN 111624510A CN 202010529900 A CN202010529900 A CN 202010529900A CN 111624510 A CN111624510 A CN 111624510A
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Abstract

本发明公开了基于复合模量网络的接地极线路短路阻抗获取方法及装置,先根据接地极线路短路故障类型建立故障等效电路;由故障等效电路得到故障点边界条件;将故障点处的线模电压、零模电压、线模电流和零模电流代入故障点边界条件,得到线模电压电流与零模电压电流之间的关系;由故障点处线模电压、线模电流和零模电压、零模电流的关系,建立接地极线路不同短路故障下的复合模量网络;由复合模量网络结合传输线沿线电压电流的分布特性,计算接地极线路短路故障后的短路阻。建立接地极线路故障复合网络,推导获得接地极线路不同短路故障下的等效阻抗表达式,能够用于精确计算不同故障距离、不同故障电阻、不同故障类型下的接地极线路短路阻抗。

Description

基于复合模量网络的接地极线路短路阻抗获取方法及装置
技术领域
本发明涉及短路阻抗的计算方法领域,具体涉及一种基于复合模量网络的接地极线路短路阻抗获取方法及装置。
背景技术
目前,在特高压直流接地极线路上配置了阻抗监视系统用来检测双极平衡运行方式下接地极线路上的故障。阻抗监视系统的动作性能与接地极线路短路阻抗的计算密切相关。在充分掌握接地极线路短路阻抗特性的基础上,可以对阻抗监视系统的保护性能、整定原则等进行充分的评估和改进,对接地极线路故障的识别具有重要作用。
然而,目前工程中缺少对接地极线路短路阻抗的有效计算方法。现有对接地极线路短路阻抗的计算多采用把接地极线路简化为无损线的形式,未考虑实际故障时接地极线路的耦合电感和线路电阻,且在单回线故障时,由于等效电路过于复杂,现有方法只能利用π模型进行阻抗计算,但π模型仅适用于低频阻抗的计算,在高频段,利用π模型计算得到的阻抗值与实际值存在较大的误差,不利于研究人员有效接地极线路短路阻抗的特性规律。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明提供基于复合模量网络的接地极线路短路阻抗获取方法及装置;
一种基于复合模量网络的接地极线路短路阻抗获取方法,包括以下步骤:
S1:根据接地极线路短路故障类型,建立故障等效电路;
S2:根据故障等效电路得到故障点边界条件;
S3:计算故障点处的线模电压、零模电压、线模电流和零模电流,并代入S2的故障点边界条件,得到线模电压电流与零模电压电流之间的关系;
S4:根据故障点处线模电压、线模电流和零模电压、零模电流的关系,建立接地极线路不同短路故障下的复合模量网络;
S5:根据建立的复合模量网络,结合传输线沿线电压电流的分布特性,计算接地极线路短路故障后的短路阻抗。
进一步优选方案为,接地极线路短路故障类型包括:单回线短路故障和双回线短路故障。
进一步优选方案为,S2中故障处接地短路的过渡电阻记为Rg。
单回线短路故障的边界条件为:未故障支路的电流为零,同时故障处的电压等于Rg与流过其上的电流的乘积;
双回线短路故障的边界条件为:双回线短路故障的边界条件为:两回线路故障处的电压相等且等于过渡电阻Rg两端的电压,同时两回线路流过故障支路的电流分别等于流过故障支路总电流的1/2。
进一步优选方案为,利用凯伦布尔变换矩阵
Figure BDA0002535002340000021
对接地极线路故障点处的电压和电流进行相模变换得到线模电压、零模电压、线模电流和零模电流。
进一步优选方案为,接地极线路故障点处的零模电压和线模电压组成的矩阵等于凯伦布尔变换矩阵
Figure BDA0002535002340000022
与故障点处的电压矩阵的乘积;
接地极线路故障点处的零模电流和线模电流组成的矩阵等于凯伦布尔变换矩阵
Figure BDA0002535002340000023
与故障点处电流矩阵的乘积。
进一步优选方案为,S4中复合模量网络是根据接地极线路故障点处线模电压、线模电流与零模电压、零模电流之间的关系建立的等效电路网络,所述复合模量网络包括零模网络支路和线模网络支路。
进一步优选方案为,对于接地极线路而言,传输线沿线电压电流分布特性为:线路首尾两点间的电压电流满足:
Figure BDA0002535002340000024
Figure BDA0002535002340000025
Figure BDA0002535002340000026
其中,
Figure BDA0002535002340000027
Figure BDA0002535002340000028
分别为接地极线路首端M和末端N点的电压,
Figure BDA0002535002340000029
Figure BDA00025350023400000210
分别为流过M端和N端的电流,l为线路上M、N两点间的距离,γ为线路传播系数,ZC为线路波阻抗,Z为线路单位长度的阻抗,Y为线路单位长度的导纳。
本发明还提供一种基于复合模量网络的接地极线路短路阻抗的获取装置,包括:
等效电路建立模块,用于根据接地极线路短路故障类型,建立故障等效电路;
边界条件建立模块,用于根据故障等效电路得到故障点边界条件;
第一计算模块,用于计算故障点处的线模电压、零模电压、线模电流和零模电流;
关系获取模块,用于获取故障点处线模电压、线模电流与零模电压、零模电流之间关系;
网络建立模块,用于建立接地极线路不同短路故障下的复合模量网络;
阻抗计算模块,用于根据复合模量网络,结合相应传输线沿线电压电流的分布特性,获得接地极线路短路故障后的短路阻抗。
进一步优化方案为,第一计算模块利用凯伦布尔变换矩阵
Figure BDA0002535002340000031
对接地极线路故障点处的电压和电流进行相模变换得到线模电压、零模电压、线模电流和零模电流。
进一步优化方案为,关系获取模块将故障点处的线模电压、零模电压、线模电流和零模电流导入故障点边界条件得到线模电压、线模电流与零模电压、零模电流之间的关系。
本发明工作原理:本发明通过建立接地极线路故障复合网络,推导获得接地极线路不同短路故障下的等效阻抗表达式以用于精确计算不同故障距离、不同故障电阻、不同故障类型下的接地极线路短路阻抗;考虑到了实际故障时接地极线路的耦合电感和线路电阻,通过建立接地极线路不同短路故障下的复合模量网络进行解耦,使用解耦后的零模网络和线模网络来计算接地极线路短路故障后的短路阻抗;而现有方法只能利用π模型进行阻抗计算,但π模型仅适用于低频阻抗的计算,在高频段,电压电流的波长将远小于线路长度,线路参数呈现分布效应,此时若利用π模型等效,难以有效反映线路参数的分布特性。此外,现有π模型未考虑线路的互感,导致计算得到的阻抗值与实际值存在较大的误差,不利于研究人员有效接地极线路短路阻抗的特性规律,而本发明中采用了分布参数线路模型,在高频段具有更好的计算准确性,同时考虑了接地极线路的互感等参数影响,使短路阻抗计算结果更接近实际。
具体的,步骤一:根据接地极线路的短路故障类型,建立等效电路的过程如下所示:
图1给出了正常运行时接地极线路的等效电路。图中,I、II分别表示两回接地极线路,M和N表示接地极线路的首端和末端,RP为接地极线路末端连接的匹配电阻。
Figure BDA0002535002340000032
为注入接地极线路首端的高频电流,用以计算接地极线路的测量阻抗。
在图1所示的接地极线路发生单回线短路故障时,以接地极线路II经过渡电阻Rg单回线接地短路为例,故障点F距线路首端M处的距离为d,距末端N处的距离为x,线长为l,对应的等效电路如图2所示。
在图1所示的接地极线路发生双回线短路故障时,故障点距线路首端距离为d,过渡电阻为Rg,对应的等效电路如图3所示。
步骤二:根据故障等效电路得到故障点边界条件,具体过程为:
由图2所示单回线故障等效电路中,可得故障点的边界条件为:
Figure BDA0002535002340000041
其中,
Figure BDA0002535002340000042
为第1回接地极线路流过故障支路的电流,
Figure BDA0002535002340000043
I为第2回接地极线路流过故障支路的电流,
Figure BDA0002535002340000044
为第2回接地极线路故障点F处电压。
由图3所述双回线故障等效电路中,可得故障点的边界条件为:
Figure BDA0002535002340000045
其中,
Figure BDA0002535002340000046
为第1回接地极线路流过故障支路的电流,
Figure BDA0002535002340000047
为第1回接地极线路故障点F处电压,
Figure BDA0002535002340000048
I为第2回接地极线路流过故障支路的电流,
Figure BDA0002535002340000049
为第2回接地极线路故障点F处电压,
Figure BDA00025350023400000410
为两回接地极线路流过故障支路的总电流。
步骤三:计算故障点处的线模电压、零模电压、线模电流和零模电流,具体计算过程为:
利用凯伦布尔变换矩阵S,对接地极线路的电压电流进行相模变换。凯伦布尔变换矩阵为:
Figure BDA00025350023400000411
故障点处的线模电压、零模电压、线模电流和零模电流的计算公式如下:
Figure BDA00025350023400000412
其中,
Figure BDA00025350023400000413
Figure BDA00025350023400000414
分别为故障点处的零模电压和线模电压,
Figure BDA00025350023400000415
Figure BDA00025350023400000416
分别为流过故障支路的零模电流和线模电流。
在故障点处的线模电压、零模电压、线模电流和零模电流计算公式中代入故障点边界条件,得到线模电压电流与零模电压电流之间的关系:
对于单回线故障,将式(1)代入式(4),可得线模电压电流与零模电压电流之间的关系为:
Figure BDA0002535002340000051
对于双回线故障,将式(2)代入式(4),可得线模电压电流与零模电压电流之间的关系为
Figure BDA0002535002340000052
步骤四:根据故障点处线模电压电流和零模电压电流的关系,建立接地极线路不同短路故障下的复合模量网络,具体过程为:
由式(5)可知,在接地极线路发生单回线接地故障后,解耦后的零模网络和线模网络将在故障点F处通过电阻2Rg连接起来。根据式(5)建立的接地极线路单回线故障复合模量网络如图4所示。
由式(6)可知,在接地线路双回线故障后线模分量全部为零,只存在零模分量。根据式(6)建立的接地极线路双回线故障复合模量网络如图5所示。
步骤五:根据建立的复合模量网络,结合传输线沿线电压电流的分布特性,计算接地极线路短路故障后的短路阻抗,其过程为:
对于接地极线路而言,由传输线沿线电压电流分布特性可知,线路上两点间的电压电流满足
Figure BDA0002535002340000053
其中,
Figure BDA0002535002340000054
Figure BDA0002535002340000055
分别为接地极线路首端M和末端N点的电压,
Figure BDA0002535002340000056
Figure BDA0002535002340000057
分别为流过M端和N端的电流,
l为线路上M、N两点间的距离,
γ为线路传播系数,
ZC为线路波阻抗,
Z为线路单位长度的阻抗,
Y为线路单位长度的导纳。
则对于图1中所示接地极线路而言,由式(7)可得由M端看进去的等效阻抗为
Figure BDA0002535002340000061
对于式(8),代入不同的
Figure BDA0002535002340000062
Figure BDA0002535002340000063
可以对ZMeq进一步化简。若线路末端为短路,则
Figure BDA0002535002340000064
Figure BDA0002535002340000065
代入式(8)得ZMeq=ZCtanh(γl),若线路末端接匹配电阻RP,且RP=ZC,则
Figure BDA0002535002340000066
此时ZMeq=ZC
对于单回线故障,利用式(8)所示的阻抗计算公式和末端电压电流关系,计算出图4接地极线路单回线故障时复合模量网络中零模网络F点右侧及线模网络F点两侧的等效阻抗。
Figure BDA0002535002340000067
进而得出则接地极线路单回线故障后M端的短路阻抗ZMs
Figure BDA0002535002340000068
其中,
Figure BDA0002535002340000069
对于双回线故障,利用式(8)所示的阻抗计算公式,计算出接地极线路双回线故障后M端的短路阻抗ZMd
Figure BDA00025350023400000610
本发明与现有技术相比,具有如下的优点和有益效果:
1、本发明提供的基于复合模量网络的接地极线路短路阻抗获取方法及装置,通过建立接地极线路故障复合网络,推导获得接地极线路不同短路故障下的等效阻抗表达式,能够用于精确计算不同故障距离、不同故障电阻、不同故障类型下的接地极线路短路阻抗。
2、本发明提供的基于复合模量网络的接地极线路短路阻抗获取方法及装置,采用了分布参数线路模型,考虑了接地极线路的互感等参数影响,对于高频网络适用性更强,与现有方法相比,其短路阻抗计算结果更接近实际。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解,构成本申请的一部分,并不构成对本发明实施例的限定。在附图中:
图1为接地极线路正常运行时的等效电路图;
图2为单回线接地故障接地极线路等效电路图;
图3为双回线接地故障接地极线路等效电路图;
图4为接地极线路单回线故障复合模量网络图;
图5为接地极线路双回线故障复合模量网络图;
图6为接地极线路杆塔结构截面图。
附图中标记及对应的零部件名称:
1-第一回接地极线路,2-接地线,3-第二回接地极线路,4-四分裂线。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施例和附图,对本发明作进一步的详细说明,本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明,并不作为对本发明的限定。
实施例1
首先,步骤1中根据接地极线路的短路故障类型,建立等效电路的过程如下所示:
图1给出了正常运行时接地极线路的等效电路。图1中,I、II分别表示两回接地极线路,M和N表示接地极线路的首端和末端,RP为接地极线路末端连接的匹配电阻。
Figure BDA0002535002340000071
为注入接地极线路首端的高频电流,用以计算接地极线路的测量阻抗。
在图1所示的接地极线路发生单回线短路故障时,以接地极线路II经过渡电阻Rg单回线接地短路为例,故障点F距线路首端M处的距离为d,距末端N处的距离为x,线长为l,对应的等效电路如图2所示。
在图1所示的接地极线路发生双回线短路故障时,故障点距线路首端距离为d,过渡电阻为Rg,对应的等效电路如图3所示。
具体地,所述步骤2中,根据故障等效电路得到故障点边界条件,具体过程为,由图2所示单回线故障等效电路中,可得故障点的边界条件为
Figure BDA0002535002340000081
其中,
Figure BDA0002535002340000082
为第1回接地极线路流过故障支路的电流,
Figure BDA0002535002340000083
为第2回接地极线路流过故障支路的电流,
Figure BDA0002535002340000084
为第2回接地极线路故障点F处电压。
由图3所述双回线故障等效电路中,可得故障点的边界条件为
Figure BDA0002535002340000085
其中,
Figure BDA0002535002340000086
为第1回接地极线路流过故障支路的电流,
Figure BDA0002535002340000087
为第1回接地极线路故障点F处电压,
Figure BDA0002535002340000088
为第2回接地极线路流过故障支路的电流,
Figure BDA0002535002340000089
为第2回接地极线路故障点F处电压。
Figure BDA00025350023400000810
为流过两回接地极线路故障支路的总电流。
具体地,所述步骤3中计算故障点处的线模电压、零模电压、线模电流和零模电流,具体计算过程为:
利用凯伦布尔变换矩阵S,对接地极线路的电压电流进行相模变换。凯伦布尔变换矩阵为
Figure BDA00025350023400000811
故障点处的线模电压、零模电压、线模电流和零模电流的计算公式如下
Figure BDA00025350023400000812
其中,
Figure BDA00025350023400000813
Figure BDA00025350023400000814
分别为故障点处的零模电压和线模电压,
Figure BDA00025350023400000815
Figure BDA00025350023400000816
分别为流过故障支路的零模电流和线模电流。
具体地,所述步骤3中代入故障点边界条件,得到线模电压电流与零模电压电流之间的关系,其过程如下。
对于单回线故障,将式(1)代入式(4),可得线模电压电流与零模电压电流之间的关系为
Figure BDA0002535002340000091
对于双回线故障,将式(2)代入式(4),可得线模电压电流与零模电压电流之间的关系为
Figure BDA0002535002340000092
具体地,所述步骤4中,根据故障点处线模电压电流和零模电压电流的关系,建立接地极线路不同短路故障下的复合模量网络,具体过程为:
由式(5)可知,在接地极线路发生单回线接地故障后,解耦后的零模网络和线模网络将在故障点F处通过电阻2Rg连接起来。根据式(5)建立的接地极线路单回线故障复合模量网络如图4所示。
由式(6)可知,在接地线路双回线故障后线模分量全部为零,只存在零模分量。根据式(6)建立的接地极线路双回线故障复合模量网络如图5所示。
具体地,所述步骤5中,根据建立的复合模量网络,结合传输线沿线电压电流的分布特性,计算接地极线路短路故障后的短路阻抗,其过程为:
对于接地极线路而言,由传输线沿线电压电流分布特性可知,线路上两点间的电压电流满足
Figure BDA0002535002340000093
其中,
Figure BDA0002535002340000094
Figure BDA0002535002340000095
分别为接地极线路首端M和末端N点的电压,
Figure BDA0002535002340000096
Figure BDA0002535002340000097
分别为流过M端和N端的电流,l为线路上M、N两点间的距离,γ为线路传播系数,ZC为线路波阻抗,Z为线路单位长度的阻抗,Y为线路单位长度的导纳。
则对于图1中所示接地极线路而言,由式(7)可得由M端看进去的等效阻抗为
Figure BDA0002535002340000101
对于式(8),代入不同的
Figure BDA0002535002340000102
Figure BDA0002535002340000103
可以对ZMeq进一步化简。若线路末端为短路,则
Figure BDA0002535002340000104
Figure BDA0002535002340000105
代入式(8)得ZMeq=ZCtanh(γl),若线路末端接匹配电阻RP,且RP=ZC,则
Figure BDA0002535002340000106
此时ZMeq=ZC
对于单回线故障,利用式(8)所示的阻抗计算公式和末端电压电流关系,计算出图4接地极线路单回线故障时复合模量网络中零模网络F点右侧及线模网络F点两侧的等效阻抗。
Figure BDA0002535002340000107
进而得出则接地极线路单回线故障后M端的短路阻抗ZMs
Figure BDA0002535002340000108
其中,
Figure BDA0002535002340000109
对于双回线故障,利用式(8)所示的阻抗计算公式,计算出接地极线路双回线故障后M端的短路阻抗ZMd
Figure BDA00025350023400001010
本发明还提供一种基于复合模量网络的接地极线路短路阻抗的获取装置,包括:
等效电路建立模块,用于根据接地极线路短路故障类型,建立故障等效电路;
边界条件建立模块,用于根据故障等效电路得到故障点边界条件;
第一计算模块,用于计算故障点处的线模电压、零模电压、线模电流和零模电流;
关系获取模块,用于获取故障点处线模电压、线模电流与零模电压、零模电流之间关系;
网络建立模块,用于建立接地极线路不同短路故障下的复合模量网络;
阻抗计算模块,用于根据复合模量网络,结合相应传输线沿线电压电流的分布特性,获得接地极线路短路故障后的短路阻抗。
第一计算模块利用凯伦布尔变换矩阵
Figure BDA0002535002340000111
对接地极线路故障点处的电压和电流进行相模变换得到线模电压、零模电压、线模电流和零模电流。
关系获取模块将故障点处的线模电压、零模电压、线模电流和零模电流导入故障点边界条件得到线模电压、线模电流与零模电压、零模电流之间的关系。
实施例2
本发明方法的实施例涉及到的接地极线路杆塔结构如图6所示。
接地极线路采用频率相关模型,线长101km,第一回接地极线路1和第二回接地极线路3分别采用四分裂线,型号为:LGJ-400/35。根据图6所示线路杆塔结构,在PSCAD软件中建立仿真模型,得到13.95kHz频率下接地极线路单位长度的阻抗和导纳为:
Figure BDA0002535002340000112
Figure BDA0002535002340000113
考虑不同故障距离、不同过渡电阻,分别利用理论公式和仿真软件计算接地极线路单回线故障和双回线故障时等效阻抗的仿真值和计算值,具体结果如表1、表2所示。
表1 单回线接地故障时等效阻抗计算值和仿真值
Figure BDA0002535002340000114
表2 双回线接地故障时等效阻抗计算值和仿真值
Figure BDA0002535002340000121
由表1、表2可知,接地极线路不同短路故障后短路阻抗的计算值与仿真计算值之间误差很小,验证了本发明提出的计算方法的有效性。
以上所述的具体实施方式,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于复合模量网络的接地极线路短路阻抗获取方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1:根据接地极线路短路故障类型,建立故障等效电路;
S2:根据故障等效电路得到故障点边界条件;
S3:计算故障点处的线模电压、零模电压、线模电流和零模电流,并代入S2的故障点边界条件,得到线模电压、线模电流与零模电压、零模电流之间的关系;
S4:根据故障点处线模电压、线模电流和零模电压、零模电流的关系,建立接地极线路不同短路故障下的复合模量网络;
S5:根据建立的复合模量网络,结合传输线沿线电压电流的分布特性,计算接地极线路短路故障后的短路阻抗。
2.根据权利要求1所述的一种基于复合模量网络的接地极线路短路阻抗获取方法,其特征在于,S1中接地极线路短路故障类型包括:单回线短路故障和双回线短路故障。
3.根据权利要求2所述的一种基于复合模量网络的接地极线路短路阻抗获取方法,其特征在于,S2中故障处接地短路的过渡电阻记为Rg;
单回线短路故障的边界条件为:未故障支路的电流为零,同时故障处的电压等于Rg与流过其上的电流的乘积;双回线短路故障的边界条件为:两回线路故障处的电压相等且等于过渡电阻Rg两端的电压,同时两回线路流过故障支路的电流分别等于流过故障支路总电流的1/2。
4.根据权利要求1所述的一种基于复合模量网络的接地极线路短路阻抗获取方法,其特征在于,在S3中利用凯伦布尔变换矩阵
Figure FDA0002535002330000011
对接地极线路故障点处的电压和电流进行相模变换得到线模电压、零模电压、线模电流和零模电流。
5.根据权利要求4所述的一种基于复合模量网络的接地极线路短路阻抗获取方法,其特征在于,
接地极线路故障点处的零模电压和线模电压组成的矩阵等于凯伦布尔变换矩阵
Figure FDA0002535002330000012
与故障点处的电压矩阵的乘积;
接地极线路故障点处的零模电流和线模电流组成的矩阵等于凯伦布尔变换矩阵
Figure FDA0002535002330000021
与故障点处电流矩阵的乘积。
6.根据权利要求1所述的一种基于复合模量网络的接地极线路短路阻抗获取方法,其特征在于,S4中复合模量网络是根据接地极线路故障点处的线模电压、线模电流与零模电压、零模电流之间的关系式建立的等效电路网络,所述复合模量网络包括零模网络和线模网络。
7.根据权利要求1所述的一种基于复合模量网络的接地极线路短路阻抗获取方法,其特征在于,对于接地极线路而言,传输线沿线电压电流分布特性为:线路首尾两点间的电压电流满足:
Figure FDA0002535002330000022
Figure FDA0002535002330000023
Figure FDA0002535002330000024
其中,
Figure FDA0002535002330000025
Figure FDA0002535002330000026
分别为接地极线路首端M和末端N点的电压,
Figure FDA0002535002330000027
Figure FDA0002535002330000028
分别为流过M端和N端的电流,l为线路上M、N两点间的距离,γ为线路传播系数,ZC为线路波阻抗,Z为线路单位长度的阻抗,Y为线路单位长度的导纳。
8.一种基于复合模量网络的接地极线路短路阻抗的获取装置,其特征在于,包括:
等效电路建立模块,用于根据接地极线路短路故障类型,建立故障等效电路;
边界条件建立模块,用于根据故障等效电路得到故障点边界条件;
第一计算模块,用于计算故障点处的线模电压、零模电压、线模电流和零模电流;
关系获取模块,用于获取故障点处线模电压、线模电流与零模电压、零模电流之间关系;
网络建立模块,用于建立接地极线路不同短路故障下的复合模量网络;
阻抗计算模块,用于根据复合模量网络,结合相应传输线沿线电压电流的分布特性,获得接地极线路短路故障后的短路阻抗。
9.根据权利要求8所述的一种基于复合模量网络的接地极线路短路阻抗的获取装置,其特征在于,第一计算模块具体用于利用凯伦布尔变换矩阵
Figure FDA0002535002330000029
对接地极线路故障点处的电压和电流进行相模变换得到线模电压、零模电压、线模电流和零模电流。
10.根据权利要求8所述的一种基于复合模量网络的接地极线路短路阻抗的获取装置,其特征在于,关系获取模块具体用于将故障点处的线模电压、零模电压、线模电流和零模电流导入故障点边界条件得到线模电压、线模电流与零模电压、零模电流之间的关系。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112180165A (zh) * 2020-09-17 2021-01-05 国网湖南省电力有限公司供电服务中心(计量中心) 基于智能表和终端运行数据低压供电线路阻抗测算方法
CN112305456A (zh) * 2020-10-26 2021-02-02 国网四川省电力公司电力科学研究院 一种接地极线路断线故障下等效阻抗获取方法及其装置
CN112765920A (zh) * 2020-12-18 2021-05-07 国网上海能源互联网研究院有限公司 一种基于差共模变换的直流短路电流计算方法及系统
CN113514700A (zh) * 2021-04-15 2021-10-19 李冰鑫 基于实际故障信息的系统阻抗校核方法
CN116879635A (zh) * 2023-07-27 2023-10-13 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司广州局 共用接地极电阻监测方法、装置、设备、存储介质和产品

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102565629A (zh) * 2012-02-21 2012-07-11 昆明理工大学 一种基于集中参数π模型的交流输电线路故障选相测后模拟方法
CN103293447A (zh) * 2013-05-30 2013-09-11 昆明理工大学 一种仅利用单端信息的同塔双回输电线路非跨线故障的测距方法
CN103777114A (zh) * 2014-01-26 2014-05-07 浙江大学 一种单端带并联电抗器输电线路单相永久性故障识别方法
CN103954885A (zh) * 2014-05-20 2014-07-30 华北电力大学 基于分布参数的双回线故障单端定位系统及定位方法
CN104360233A (zh) * 2014-11-17 2015-02-18 上海交通大学 基于同序零序分量的同塔四回输电线路故障测距方法
CN104569744A (zh) * 2014-11-26 2015-04-29 国家电网公司 一种适用于配电网线路的综合单端故障定位方法
CN105242113A (zh) * 2015-10-27 2016-01-13 中国电力科学研究院 一种短路试验回路三相不对称阻抗确定方法
CN105388398A (zh) * 2015-12-25 2016-03-09 国网四川省电力公司电力科学研究院 一种特高压直流输电系统接地极引线故障监测方法
CN105738769A (zh) * 2016-03-31 2016-07-06 山东大学 基于分布参数模型的串联补偿双回线故障定位方法
CN105759173A (zh) * 2016-03-31 2016-07-13 中国科学院电工研究所 含分布式电源的配电网的自适应故障区段定位方法
CN109100605A (zh) * 2018-10-23 2018-12-28 国网江苏省电力有限公司徐州供电分公司 利用故障边界条件的高压电缆单相接地故障的单端定位方法
WO2019229638A1 (en) * 2018-05-31 2019-12-05 Abb Schweiz Ag Fault location for parallel transmission lines with zero sequence currents estimated from faulted line measurements

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102565629A (zh) * 2012-02-21 2012-07-11 昆明理工大学 一种基于集中参数π模型的交流输电线路故障选相测后模拟方法
CN103293447A (zh) * 2013-05-30 2013-09-11 昆明理工大学 一种仅利用单端信息的同塔双回输电线路非跨线故障的测距方法
CN103777114A (zh) * 2014-01-26 2014-05-07 浙江大学 一种单端带并联电抗器输电线路单相永久性故障识别方法
CN103954885A (zh) * 2014-05-20 2014-07-30 华北电力大学 基于分布参数的双回线故障单端定位系统及定位方法
CN104360233A (zh) * 2014-11-17 2015-02-18 上海交通大学 基于同序零序分量的同塔四回输电线路故障测距方法
CN104569744A (zh) * 2014-11-26 2015-04-29 国家电网公司 一种适用于配电网线路的综合单端故障定位方法
CN105242113A (zh) * 2015-10-27 2016-01-13 中国电力科学研究院 一种短路试验回路三相不对称阻抗确定方法
CN105388398A (zh) * 2015-12-25 2016-03-09 国网四川省电力公司电力科学研究院 一种特高压直流输电系统接地极引线故障监测方法
CN105738769A (zh) * 2016-03-31 2016-07-06 山东大学 基于分布参数模型的串联补偿双回线故障定位方法
CN105759173A (zh) * 2016-03-31 2016-07-13 中国科学院电工研究所 含分布式电源的配电网的自适应故障区段定位方法
WO2019229638A1 (en) * 2018-05-31 2019-12-05 Abb Schweiz Ag Fault location for parallel transmission lines with zero sequence currents estimated from faulted line measurements
CN109100605A (zh) * 2018-10-23 2018-12-28 国网江苏省电力有限公司徐州供电分公司 利用故障边界条件的高压电缆单相接地故障的单端定位方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HUANG MIN; WANG GANG; LI HAIFENG: "Fault analysis of transmission lines for two HVDC systems on the same tower", 《2011THE INTERNATIONAL CONFERENCE ON ADVANCED POWER SYSTEM AUTOMATION AND PROTECTION》, 20 October 2011 (2011-10-20), pages 61 - 66 *
滕予非1,李小鹏,陈福锋,宋新尧,焦在滨,张尧: "高压直流接地极线路断线故障高频阻抗特性及", 《电力自动化设备》, 3 September 2019 (2019-09-03), pages 1029 - 1033 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112180165A (zh) * 2020-09-17 2021-01-05 国网湖南省电力有限公司供电服务中心(计量中心) 基于智能表和终端运行数据低压供电线路阻抗测算方法
CN112305456A (zh) * 2020-10-26 2021-02-02 国网四川省电力公司电力科学研究院 一种接地极线路断线故障下等效阻抗获取方法及其装置
CN112765920A (zh) * 2020-12-18 2021-05-07 国网上海能源互联网研究院有限公司 一种基于差共模变换的直流短路电流计算方法及系统
CN113514700A (zh) * 2021-04-15 2021-10-19 李冰鑫 基于实际故障信息的系统阻抗校核方法
CN116879635A (zh) * 2023-07-27 2023-10-13 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司广州局 共用接地极电阻监测方法、装置、设备、存储介质和产品

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