一种架空-电缆混合线路单相接地故障的双端测距方法技术

技术编号:13338240 阅读:171 留言:0更新日期:2016-07-13 10:37
本发明专利技术涉及一种架空‑电缆混合线路单相接地故障的双端测距方法,其包括下列步骤:根据架空‑电缆混合线路正常工况下首末两端三相电压电流的正序分量计算架空‑电缆混合线路两端电流的不同步角δ;采用差分傅氏算法提取架空‑电缆混合线路发生单相接地故障后线路首末端的三相电压电流工频分量;分别对架空‑电缆线路单相接地故障后线路首末两端三相电压和三相电流工频分量进行对称分量变换,得到架空‑电缆线路单相接地故障后线路首末两端电压和电流的序分量;计算架空‑电缆线路单相接地处故障电流的序分量;基于一维迭代搜索算法对故障点位置进行确定。与现有技术相比,本发明专利技术具有测距准确和高效的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力系统故障检测
,尤其涉及到一种架空-电缆混合线路单相接地故障的双端测距方法
技术介绍
输、配电线路是电力系统的重要组成部分,一旦发生重大故障会直接影响社会正常的生产生活,引起重大经济损失。因此,快速准确定位故障点,并及时采取有效措施排除故障,对于电力系统稳定可靠运行有着重要意义。电网中发生概率最大的线路故障是单相接地故障。同时,受到城市环境地形影响,架空线-电缆混合线路有了越来越多的应用,线路参数不连续导致更难准确定位故障点。现有故障定位技术可分为两类:行波法与故障分析法。行波法利用故障后的暂态高频电压、电流行波进行测距,其原理简单,理论测距精度高,但对硬件要求较高,需要较高采样频率以保证测距精度;同时架空-电缆混合线路一般距离较短,行波折反射复杂而难以准确识别故障行波波头,导致测距失败,这使得行波法难以推广应用。故障分析法则利用故障后的稳态工频分量进行测距,较为简单可靠。现有架空-电缆混合线路故障定位方法主要基于故障分析法,但大多数采用集总参数模型进行计算,忽略了线路分布电容的影响,导致测距结果不够精准。同时传统定位方法均将过渡阻抗视为纯电阻,然而单相接地故障的过渡阻抗成分较复杂,可能存在感性分量,这又为故障测距技术带来了新的困难与挑战。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述问题提供一种架空-电缆混合线路单相接地故障的双端测距方法,该方法利用架空-电缆混合线路的双端电压、电流数据,使用快速搜索算法实现架空-电缆混合线路单相接地故障的高效、准确测距。为实现本专利技术所述目的,本专利技术提供一种架空-电缆混合线路单相接地故障的双端测距方法,包括以下步骤:1)根据架空-电缆混合线路正常工况下首末两端三相电压电流的正序分量计算架空-电缆混合线路两端电流的不同步角δ;2)采用差分傅氏算法提取架空-电缆混合线路发生单相接地故障后线路首末端的三相电压电流工频分量;3)分别对架空-电缆线路单相接地故障后线路首末两端三相电压和三相电流工频分量进行对称分量变换,得到架空-电缆线路单相接地故障后线路首末两端电压和电流的序分量;4)根据步骤1)和3)获得的结果,计算架空-电缆线路单相接地处故障电流的序分量;5)根据步骤4)获得的结果,基于一维迭代搜索算法对故障点位置进行确定。所述根据架空-电缆混合线路正常工况下首末两端三相电流的正序分量计算架空-电缆混合线路两端电流的不同步角δ,其公式具体是: δ = arg I · k M cosh ( γ 1 L 1 ) + U · k M / Z L sinh ( γ 1 L 1 ) I · k N cosh ( γ 2 L 2 ) + U · k N / Z C sinh ( γ 2 L 2 ) ]]>式中:为正常工况下线路首端和末端电压的正序分量;为正常工况下线路首端和末端电流的正序分量;γ1、γ2分别为架空线路和电缆的传播常数;ZL、ZC分别为架空线路和电缆的波阻抗;L1为架空线路长度;L2为电缆长度。所述对称分量变换为: U · M 0 U · M 1 U &Cen本文档来自技高网...
一种架空-电缆混合线路单相接地故障的双端测距方法

【技术保护点】
一种架空‑电缆混合线路单相接地故障的双端测距方法,其特征在于,包括以下步骤:1)根据架空‑电缆混合线路正常工况下首末两端三相电压电流的正序分量计算架空‑电缆混合线路两端电流的不同步角δ;2)采用差分傅氏算法提取架空‑电缆混合线路发生单相接地故障后线路首末端的三相电压电流工频分量;3)分别对架空‑电缆线路单相接地故障后线路首末两端三相电压和三相电流工频分量进行对称分量变换,得到架空‑电缆线路单相接地故障后线路首末两端电压和电流的序分量;4)根据步骤1)和3)获得的结果,计算架空‑电缆线路单相接地处故障电流的序分量;5)根据步骤4)获得的结果,基于一维迭代搜索算法对故障点位置进行确定。

【技术特征摘要】
1.一种架空-电缆混合线路单相接地故障的双端测距方法,其特征在于,包括以下步
骤:
1)根据架空-电缆混合线路正常工况下首末两端三相电压电流的正序分量计算架空-
电缆混合线路两端电流的不同步角δ;
2)采用差分傅氏算法提取架空-电缆混合线路发生单相接地故障后线路首末端的三相
电压电流工频分量;
3)分别对架空-电缆线路单相接地故障后线路首末两端三相电压和三相电流工频分量
进行对称分量变换,得到架空-电缆线路单相接地故障后线路首末两端电压和电流的序分
量;
4)根据步骤1)和3)获得的结果,计算架空-电缆线路单相接地处故障电流的序分量;
5)根据步骤4)获得的结果,基于一维迭代搜索算法对故障点位置进行确定。
2.根据权利要求1所述的一种架空-电缆混合线路单相接地故障的双端测距方法,其特
征在于,所述根据架空-电缆混合线路正常工况下首末两端三相电流的正序分量计算架空-
电缆混合线路两端电流的不同步角δ,其公式具体是:
δ = arg I · k M cosh ( γ 1 L 1 ) + U · k M / Z L sinh ( γ 1 L 1 ) I · k N cosh ( γ 2 L 2 ) + U · k N / Z C sinh ( γ 2 L 2 ) ]]>式中:为正常工况下线路首端和末端电压的正序分量;为正常
工况下线路首端和末端电流的正序分量;γ1、γ2分别为架空线路和电缆的传播常数;ZL、ZC分别为架空线路和电缆的波阻抗;L1为架空线路长度;L2为电缆长度。
3.如权利要求1所述的一种架空-电缆混合线路单相接地故障的双端测距方法,其特征
在于,所述对称分量变换为:
U · M 0 U · M 1 U · M 2 = 1 3 1 1 1 1 α α 2 1 α 2 α U · M A U · M B U · M C ]]>式中:为线路首端三相电压的零序、正序和负序分量;
同理,获得架空线不对称短路故障后线路首端三相电流零序、正序和负序分量
线路末端三相电压零序、正序和负序分量以及线
路末端三相电流零序、正序和负序分量4.如权利要求1所述的一种架空-电缆混合线路单相接地故障的双端测距方法,其特征
在于,所述步骤4)中,计算架空-电缆线路单相接地处故障电流的序分量的具体步骤为:
401)根据架空-电缆线路单相接地故障后线路首端电压和电流序分量计算单相接地故
障处的电流序分量,计算公式为
I · M F i ( x ) = I · M i cosh ( γ 1 x ) - U · M i Z L sinh ( γ 1 x ) 0 < x < L 1 I · M C i cosh [ γ 2 ( x - L 1 ) ] - U · M C i Z C sinh [ γ 2 ( x - L 1 ) ] L 1 < x < L 1 + L 2 ]]> U · M C i = U · M i cosh ( γ 1 L 1 ) - I · M i Z L sinh ( γ 1 L 1 ) ]]> I · M C i = I · M i cosh ( γ 1 L 1 ) - U · M i Z L sinh ( γ 1 L 1 ) ]]>式中:i=0,1,2,分别代表零序、正序和负序量;x为故障点距离架空-电缆线路首端的
距离;分别为架空线路和电缆连接处C点的电压和电流序分量,由线路首端M
处的电压和电流序分量计算得到;γ1、γ2分别为架空线路和电缆的传播常数;ZL、ZC分别为
架空线路和电缆的波阻抗;L1为架空线路长度;L2为电缆长度;
402)根据架空-电缆线路单相接地故障后线路末端的电压和电流序分量计算单相接地
故障处的电流序分量,计算公式为:
I · N F i ( x ) = I · N ...

【专利技术属性】
技术研发人员:崔浩华思明姚叶沈晨张华王丰华穆卡张君
申请(专利权)人:国网上海市电力公司上海交通大学
类型:发明
国别省市:上海;31

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