混合输电线路参数未知的故障测距方法技术

本发明专利技术提供一种混合输电线路参数未知的故障测距方法，混合输电线路包括一段架空线与一段电缆线，通过消去混合输电线路中架空线单位长度正序阻抗、架空线单位长度负序阻抗、电缆线单位长度正序阻抗、电缆线单位长度负序阻抗的影响，来求得故障距离

【技术实现步骤摘要】
混合输电线路参数未知的故障测距方法
本专利技术涉及电力自动化
，尤其是一种混合输电线路参数未知的故障测距方法。
技术介绍
近些年，电缆线路广泛地应用于城市供电网及变电站进出线，与原来的架空输电线路相比具有经济、美观、实用的特点。输电线路采用单一的架空线时，其线路阻抗均匀连续。一旦单一的架空线改为由电缆线与架空线构成的混合输电线路后，整条线路阻抗不再均匀连续，线路保护及测距结果容易受到影响。混合输电线路的故障测距研究一直以来就是热点，目前，将混合输电线路中架空线区段的单位长度阻抗和电缆线区段的单位长度阻抗两个参数作为未知量的测距研究是一个新的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种混合输电线路参数未知的故障测距方法，原理可靠、测距精度高。本专利技术采用的技术方案是：一种混合输电线路参数未知的故障测距方法，混合输电线路包括一段架空线与一段电缆线，通过消去混合输电线路中架空线单位长度正序阻抗、架空线单位长度负序阻抗、电缆线单位长度正序阻抗、电缆线单位长度负序阻抗的影响，来求得故障距离x。具体地，对于两段制混合输电线路，由一段架空线与一段电缆线组成的两段制混合输电线路连接于变电站M侧母线与变电站N侧母线之间；双端电源的系统两侧电源为EM、EN；P为架空线与电缆线连接点；MP区段采用架空线，NP区段采用电缆线；对于混合输电线路发生短路故障时的正序等值网；MP区段的架空线单位长度正序阻抗为Za1，MP区段的长度为la，NP区段的电缆线单位长度正序阻抗为Zb1，NP区段的长度为lb；混合输电线路的全长为l，故障点F距变电站M侧母线的距离即故障距离为x；当故障发生在MP区段时：UM1-UN1＝xIM1Za1-[(la-x)Za1+lbZb1]IN1(1)其中，UM1为混合输电线路M侧正序电压；UN1为混合输电线路N侧正序电压；IM1为混合输电线路M侧正序电流；IN1为混合输电线路N侧正序电流；对于混合输电线路发生短路故障时的负序等值网，Za2为架空线的单位长度负序阻抗，Zb2为电缆线的单位长度负序阻抗，负序过渡电阻RF2；有：UM2-UN2＝[xIM2-(la-x)IN2]Za2-lbIN2Zb2(2)其中，UM2为混合输电线路M侧负序电压；UN2为混合输电线路N侧负序电压；IM2为混合输电线路M侧负序电流；IN2为混合输电线路N侧负序电流；架空线的单位长度正序阻抗Za1与单位长度负序阻抗Za2相等，即Za1＝Za2，同理，对电缆线有：Zb1＝Zb2，联立(1)(2)，整理得：其中，采用故障分量法，故障网络中有：其中，ΔUM1、ΔUM2分别为混合输电线路M侧正、负序电压故障分量；ΔUN1、ΔUN2分别为混合输电线路N侧正、负序电压故障分量；ΔIM1、ΔIM2为混合输电线路M侧正、负序电流故障分量；ΔIN1、ΔIN2为混合输电线路N侧正、负序电流故障分量；联立(3)、(4)，消去可得x：其中，当故障发生在NP区段时：同理，可得x：其中，本专利技术的优点在于：1、原理可靠、测距精度高；2、方法清晰，方程求解无伪根，且给出了具体的故障距离解析式；3、在原理上克服了混合输电线路中架空线单位长度阻抗和电缆线单位长度阻抗的影响；4、工程现场实际应用价值高。附图说明图1为本专利技术的混合输电线路系统示意图。图2为本专利技术的MP区段故障正序等值网示意图。图3为本专利技术的MP区段故障负序等值网示意图。图4为本专利技术的NP区段故障正序等值网示意图。图5为本专利技术的NP区段故障负序等值网示意图。具体实施方式下面结合具体附图和实施例对本专利技术作进一步说明。电缆线-架空线混合输电线路连接于双端电源的系统如图1所示；由一段架空线与一段电缆线组成的两段制混合输电线路连接于变电站M侧母线与变电站N侧母线之间；用单线表示三相系统，且双端电源的系统两侧电源为EM、EN；P为架空线与电缆线连接点；MP区段采用架空线，NP区段采用电缆线；图2为混合输电线路发生短路故障时的正序等值网；MP区段的架空线单位长度正序阻抗为Za1，MP区段的长度为la，NP区段的电缆线单位长度正序阻抗为Zb1，NP区段的长度为lb；混合输电线路的全长为l，故障点F距变电站M侧母线的距离为x，正序过渡电阻RF1；当故障发生在MP区段时：UM1-UN1＝xIM1Za1-[(la-x)Za1+lbZb1]IN1(1)其中，UM1为混合输电线路M侧正序电压；UN1为混合输电线路N侧正序电压；IM1为混合输电线路M侧正序电流；IN1为混合输电线路N侧正序电流；图3为混合输电线路发生短路故障时的负序等值网，Za2为架空线的单位长度负序阻抗，Zb2为电缆线的单位长度负序阻抗，负序过渡电阻RF2；参考正序等值网的网络分析，即有：UM2-UN2＝[xIM2-(la-x)IN2]Za2-lbIN2Zb2(2)其中，UM2为混合输电线路M侧负序电压；UN2为混合输电线路N侧负序电压；IM2为混合输电线路M侧负序电流；IN2为混合输电线路N侧负序电流；架空线的单位长度正序阻抗Za1与单位长度负序阻抗Za2相等，即Za1＝Za2，同理，对电缆线有：Zb1＝Zb2，联立(1)(2)，整理得：其中，采用故障分量法，故障网络中有：其中，ΔUM1、ΔUM2分别为混合输电线路M侧正、负序电压故障分量；ΔUN1、ΔUN2为混合输电线路N侧正、负序电压故障分量；ΔIM1、ΔIM2为混合输电线路M侧正、负序电流故障分量；ΔIN1、ΔIN2为混合输电线路N侧正、负序电流故障分量；联立(3)、(4)，消去可得x：其中，当故障发生在NP区段时：同理，可得x：图4和图5分别显示了NP区段故障正序等值网和NP区段负序等值网；其中，从式(5)和(6)可以看出，故障发生在MP区段或NP区段时，本方法求解得到的x与架空线单位长度阻抗Za1、电缆线单位长度阻抗Zb1均无关，从基本原理上避免了测距结果受这两个线路参数变化的影响。主要测距步骤如下：1、线路发生故障，启动测距程序，开始；2、由线路两侧的电流互感器及电压互感器获得M、N两侧电压电流UM、UN、IM、IN及其各自故障分量ΔUM、ΔUN、ΔIM、ΔIN；3、由上获得的电气量数据计算其各自正序分量UM1、UN1、IM1、IN1、ΔUM1、ΔUN1、ΔIM1、ΔIN1与负序分量UM2、UN2、IM2、IN2、ΔUM2、ΔUN2、ΔIM2、ΔIN2；4、依据(5)计算得到故障距离x，判断0≤x≤la是否成立，若是，则输出显示x及故障区段MP；若否，则执行计算(6)得到x，判断la≤x≤l是否成立；若是，则输出显示x及故障区段NP；若否，则输出显示error。5、结束。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混合输电线路参数未知的故障测距方法，混合输电线路包括一段架空线与一段电缆线，其特征在于，通过消去混合输电线路中架空线单位长度正序阻抗、架空线单位长度负序阻抗、电缆线单位长度正序阻抗、电缆线单位长度负序阻抗的影响，来求得故障距离x。

【技术特征摘要】
1.一种混合输电线路参数未知的故障测距方法，混合输电线路包括一段架空线与一段电缆线，其特征在于，通过消去混合输电线路中架空线单位长度正序阻抗、架空线单位长度负序阻抗、电缆线单位长度正序阻抗、电缆线单位长度负序阻抗的影响，来求得故障距离x。2.如权利要求1所述的混合输电线路参数未知的故障测距方法，其特征在于，对于两段制混合输电线路，由一段架空线与一段电缆线组成的两段制混合输电线路连接于变电站M侧母线与变电站N侧母线之间；双端电源的系统两侧电源为EM、EN；P为架空线与电缆线连接点；MP区段采用架空线，NP区段采用电缆线；对于混合输电线路发生短路故障时的正序等值网；MP区段的架空线单位长度正序阻抗为Za1，MP区段的长度为la，NP区段的电缆线单位长度正序阻抗为Zb1，NP区段的长度为lb；混合输电线路的全长为l，故障点F距变电站M侧母线的距离即故障距离为x；当故障发生在MP区段时：UM1-UN1＝xIM1Za1-[(la-x)Za1+lbZb1]IN1(1)其中，UM1为混合输电线路M侧正序电压；UN1为混合输电线路N侧正序电压；IM1为混合输电线路M侧正序电流；IN1为混合输电线路N侧正序电流；对于混合输电线路发生短路故障时的负序等值网，Za2为架空线的单位长度负序阻抗，Zb2为电缆线的单位长度负序阻抗，负序过渡电阻RF2；有：UM2-UN2＝[xIM2-(la-x)IN2]Za2-lbIN2Zb2(2)其中，UM2为混合输电线路M侧负序电压；UN2为混合输电线路N侧负序电压；IM2为混合输电线路M侧负序电流；IN2为混合输电线路N侧负序电流；架空线的单位长度正序阻抗Za1与单位长度负序阻抗Za2相等，即Za1＝Za2，同理，对电缆线有：Zb1＝Zb2，联立(1)(2)，整理得：

【专利技术属性】
技术研发人员：李澄，鲍有理，邵亮，严伟，严慧，王浩，高阳，王涛，李欣哲，张誉龄，
申请(专利权)人：国网江苏省电力公司无锡供电公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32