一种同塔双回输电线路的故障测距方法技术

本发明专利技术公开了一种同塔双回输电线路的故障测距方法，采集同塔双回输电线路两侧的电压、电流故障分量，并提取电压、电流基波分量；利用六序分量法将同塔双回输电线路两侧的电压、电流基波分量解耦为独立的六序分量：同正序T1、同负序T2、同零序T0和反正序F1、反负序F2和反零序F0；判断六序电流分量中是否存在反负序电流分量，存在，则采用基于反负序电流分量的故障测距法；不存在，则采用基于同正序电流分量的故障测距法。本发明专利技术的有益效果是定位精度高，测量成本低。

A fault location method for double circuit transmission lines on the same tower

The invention discloses a double circuit transmission line fault location method, the acquisition of voltage and current fault components of double circuit transmission lines on both sides, and extracting the fundamental component of voltage and current; the six sequence component method of voltage and current based on same tower double circuit transmission lines on both sides of the six order decoupling wave component independent component: T1, with the same positive negative sequence with T2, T0 and F1, the zero sequence and negative sequence order anyway, anti F2 and anti F0 sequence; to determine whether anti negative sequence current component, there are six sequence current, the fault location method based on negative sequence current component does not exist, is used; fault location method based on the positive sequence current component. The invention has the advantages of high positioning accuracy and low measuring cost.

【技术实现步骤摘要】
一种同塔双回输电线路的故障测距方法
本专利技术属于电力输送
，涉及一种同塔双回输电线路的故障测距方法。
技术介绍
同塔双回输电线路运行方式复杂、存在线间互感及跨线故障，给故障定位带来一定难度。目前针对同塔双回线路的定位算法绝大部分都是在原有单回线的定位算法基础上做一些改进：阻抗定位法基本原理类似于距离保护，其测距精度受过渡阻抗影响；行波定位法测距精准，但需要配备专门的高速采样测量设备，成本较大；基于人工智能的定位方法计算量大，运算复杂，目前还处于研究探索阶段。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种同塔双回输电线路的故障测距方法，解决了目前前针对同塔双回线路的定位算法测距精度低、成本高的问题。本专利技术所采用的技术方案是按照以下步骤进行：步骤1：采集同塔双回输电线路两侧的电压、电流故障分量，并提取电压、电流基波分量；步骤2：利用六序分量法将同塔双回输电线路两侧的电压、电流基波分量解耦为独立的六序分量：同正序T1、同负序T2、同零序T0和反正序F1、反负序F2和反零序F0；步骤3：判断六序电流分量中是否存在反负序电流分量，存在，则采用基于反负序电流分量的故障测距法；不存在，则采用基于同正序电流分量的故障测距法。进一步，基于反负序电流分量的故障测距法步骤：步骤1：利用欧姆定律求出故障点d两侧反负序电流的比值K1(lMd)：式中：分别为M、N侧母线流向故障点的反负序电流分量；lMN为输电线路全长，lMd为故障点到母线M处的距离；γF2为同塔双回线路的反负序传播常数、ZcF2为同塔双回线路的反负序波阻抗；步骤2：利用传输线长线方程求出故障点d两侧反负序电流的比值K2(lMd)：式中：分别为M、N侧保护测量到的反负序电压分量，分别为M、N侧保护测量到的反负序电流分量；步骤3：构造基于反负序分量的测距函数K(lMx)：K(lMx)＝|K1(lMx)-K2(lMx)|式中：lMx为参考点x到母线M处的距离；当lMx＝lMd，即参考点x与故障点d重合时，测距函数K(lMx)幅值最小；步骤4：令lMx＝0，以步长ΔS＝1km逐步递增，依次计算测距函数K(lMx)幅值，直至被保护线路全长，测距函数幅值最小点，即为故障点。进一步，基于同正序电流分量的故障测距法：步骤1：利用欧姆定律求出故障点d两侧同正序电流的比值K3(lMd)：式中：分别为M、N侧母线流向故障点的同正序电流分量；γT1为同塔双回线路的同正序传播常数、ZcT1为同塔双回线路的同正序波阻抗；lMN为输电线路全长，lMd为故障点到母线M处的距离，lsN＝atanh(2Z1sN/ZcT1)/γT1为由N侧同正序系统等值阻抗2Z1sN决定的虚拟等值线路长度，lsM＝atanh(2Z1sM/ZcT1)/γT1为由M侧同正序系统等值阻抗2Z1sM决定的虚拟等值线路长度；步骤2：利用传输线长线方程求出故障点d两侧同正序电流的比值K4(lMd)：式中：分别为M、N侧保护测量到的同正序电压分量，分别为M、N侧保护测量到的同正序电流分量；步骤3：构造基于同正序分量的测距函数K(lMx)：K(lMx)＝|K3(lMx)-K4(lMx)|式中：lMx为参考点x到母线M处的距离；当lMx＝lMd，即参考点x与故障点d重合时，测距函数K(lMx)幅值最小；步骤4：令lMx＝0，以步长ΔS＝1km逐步递增，依次计算测距函数K(lMx)幅值，直至被保护线路全长，测距函数幅值最小点，即为故障点。本专利技术的有益效果是定位精度高，测量成本低。附图说明图1是本专利技术测距流程图示意图；图2是反负序故障分量序网图；图3是同正序故障分量序网图；图4是IABIIBC接地故障时，故障位置和过渡电阻对测距精度的影响；图5是IBIIC故障时，故障位置和负荷电流对测距精度的影响。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术进行详细说明。本专利技术的同塔双回输电线路的故障测距方法流程如图1所示。其步骤如下：一、测距方法1六序分量的提取步骤1：采集同塔双回输电线路两侧的电压、电流故障分量，并提取电压、电流基波分量。步骤2：利用六序分量法将同塔双回输电线路两侧的电压、电流基波分量解耦为独立的六序分量：同正序T1、同负序T2、同零序T0和反正序F1、反负序F2和反零序F0。步骤3：判断六序电流分量中是否存在反负序电流分量。存在，则采用基于反负序电流分量的故障测距法；不存在，则采用基于同正序电流分量的故障测距法。2基于反负序电流分量的故障测距法如图2所示反负序分量序网图。步骤1：利用欧姆定律求出故障点d两侧反负序电流的比值K1(lMd)：式中：分别为M、N侧母线流向故障点的反负序电流分量；lMN为输电线路全长，lMd为故障点到母线M处的距离；γF2为同塔双回线路的反负序传播常数、ZcF2为同塔双回线路的反负序波阻抗。步骤2：利用传输线长线方程求出故障点d两侧反负序电流的比值K2(lMd)：式中：分别为M、N侧保护测量到的反负序电压分量，分别为M、N侧保护测量到的反负序电流分量。步骤3：构造基于反负序分量的测距函数K(lMx)：K(lMx)＝|K1(lMx)-K2(lMx)|式中：lMx为参考点x到母线M处的距离。当lMx＝lMd，即参考点x与故障点d重合时，测距函数K(lMx)幅值最小。步骤4：令lMx＝0，以步长ΔS＝1km逐步递增，依次计算测距函数K(lMx)幅值，直至被保护线路全长，测距函数幅值最小点，即为故障点。3基于同正序分量的故障测距法步骤1：利用欧姆定律求出故障点d两侧同正序电流的比值K3(lMd)：式中：分别为M、N侧母线流向故障点的同正序电流分量；γT1为同塔双回线路的同正序传播常数、ZcT1为同塔双回线路的同正序波阻抗；lMN为输电线路全长，lMd为故障点到母线M处的距离，lsN＝atanh(2Z1sN/ZcT1)/γT1为由N侧同正序系统等值阻抗2Z1sN决定的虚拟等值线路长度，lsM＝atanh(2Z1sM/ZcT1)/γT1为由M侧同正序系统等值阻抗2Z1sM决定的虚拟等值线路长度。步骤2：利用传输线长线方程求出故障点d两侧同正序电流的比值K4(lMd)：式中：分别为M、N侧保护测量到的同正序电压分量，分别为M、N侧保护测量到的同正序电流分量。步骤3：构造基于同正序分量的测距函数K(lMx)：K(lMx)＝|K3(lMx)-K4(lMx)|式中：lMx为参考点x到母线M处的距离。当lMx＝lMd，即参考点x与故障点d重合时，测距函数K(lMx)幅值最小。步骤4：令lMx＝0，以步长ΔS＝1km逐步递增，依次计算测距函数K(lMx)幅值，直至被保护线路全长，测距函数幅值最小点，即为故障点。二、算例分析验证以1000kV特高同塔双回线路系统为例搭建仿真模型。线路全长600km，具体线路参数如下：正序参数：r1＝0.008193Ω/km，x1＝0.254819Ω/km，c1＝0.014699μF/km；零序参数:r0＝0.159036Ω/km，x0＝0.896988Ω/km，c0＝0.008072μF/km；线间零序互感：rm＝0.155301Ω/km，xm＝0.562651Ω/km，cm＝0.002590μF/km。图4给出了同塔双回线路IABIIBC接地故障时，故障位置和过渡电阻对测距精度的影响。图5给本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种同塔双回输电线路的故障测距方法，其特征在于按照以下步骤进行：步骤1：采集同塔双回输电线路两侧的电压、电流故障分量，并提取电压、电流基波分量；步骤2：利用六序分量法将同塔双回输电线路两侧的电压、电流基波分量解耦为独立的六序分量：同正序T1、同负序T2、同零序T0和反正序F1、反负序F2和反零序F0；步骤3：判断六序电流分量中是否存在反负序电流分量，存在，则采用基于反负序电流分量的故障测距法；不存在，则采用基于同正序电流分量的故障测距法。

【技术特征摘要】
1.一种同塔双回输电线路的故障测距方法，其特征在于按照以下步骤进行：步骤1：采集同塔双回输电线路两侧的电压、电流故障分量，并提取电压、电流基波分量；步骤2：利用六序分量法将同塔双回输电线路两侧的电压、电流基波分量解耦为独立的六序分量：同正序T1、同负序T2、同零序T0和反正序F1、反负序F2和反零序F0；步骤3：判断六序电流分量中是否存在反负序电流分量，存在，则采用基于反负序电流分量的故障测距法；不存在，则采用基于同正序电流分量的故障测距法。2.按照权利要求1所述一种同塔双回输电线路的故障测距方法，其特征在于：所述基于反负序电流分量的故障测距法步骤：步骤1：利用欧姆定律求出故障点d两侧反负序电流的比值K1(lMd)：式中：分别为M、N侧母线流向故障点的反负序电流分量；lMN为输电线路全长，lMd为故障点到母线M处的距离；γF2为同塔双回线路的反负序传播常数、ZcF2为同塔双回线路的反负序波阻抗；步骤2：利用传输线长线方程求出故障点d两侧反负序电流的比值K2(lMd)：式中：分别为M、N侧保护测量到的反负序电压分量，分别为M、N侧保护测量到的反负序电流分量；步骤3：构造基于反负序分量的测距函数K(lMx)：K(lMx)＝|K1(lMx)-K2(lMx)|式中：lMx为参考点x到母线M处的距离；当lMx＝lMd，即参考点x与故障点d重合时，测距函数K(lMx)幅值最小；步骤4：令lMx＝0...

【专利技术属性】
技术研发人员：李妍，李腾，范逸斐，安增军，侯永春，赵雪霖，胡国伟，邹盛，黄贺军，
申请(专利权)人：南京电力工程设计有限公司，国网江苏省电力公司经济技术研究院，国网江苏省电力公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32