T型高压输电线路非同步故障测距方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种T型高压输电线路非同步故障测距方法，该方法先提取三端的正序电压、电流和正序故障电压、电流的基波相量值；然后假设故障发生在各支路上，利用测距方程式得出故障距T节点的距离；进而利用各支路得到的距离的特征直接区分故障支路和故障距离；并且通过辅助判据来验证数据的正确性。该方法利用正序分量和正序故障分量直接测距，无需判别故障类型，直接将故障支路判别和故障测距合为一体，方法简单、无需迭代，并且该方法没有伪根存在，避免了传统非同步故障测距方法需要识别伪根的缺点。本发明专利技术还提供一种T型高压输电线路非同步故障测距系统。

【技术实现步骤摘要】
T型高压输电线路非同步故障测距方法及系统
本专利技术涉及输电系统
，尤其涉及一种T型高压输电线路非同步故障测距方法及系统。
技术介绍
T型输电线路输送功率大、负荷重，一旦发生故障，可靠准确的找到故障位置显得十分重要。故障测距方法从原理上主要可分为行波测距方法和故障分析测距方法两大类。由于行波测距方法存在行波具有色散现象、电压过零故障时有测距死区、需投入专门的硬件设施、技术实现较为复杂等缺点，而故障分析测距方法具有可以利用现有设备，投资少等优点，从而获得广泛应用。故障分析测距方法按各端数据是否同步可分为同步测距方法和非同步测距方法。同步测距方法利用同步方法使各端数据同步，但考虑到设备、网络等延时误差，不能将各端数据做到完全同步，故非同步测距方法更具有广泛应用。传统T型非同步测距方法分两步进行故障测距，第一步先利用各端求取T节点的电压不同来判别故障支路，第二步将正常支路合为一条支路，进而与故障支路等效成双端线路进行双端非同步故障测距，由于T节点附近发生高阻故障时，各端求取T节点的电压大致相同，在考虑互感器等误差时会判断T节点故障，从而导致测距误差比较大。
技术实现思路
有鉴于此，有必要提供一种能够可靠准确的找到故障位置的T型高压输电线路非同步故障测距方法。还有必要提供一种能够可靠准确的找到故障位置的T型高压输电线路非同步故障测距系统。一种T型高压输电线路非同步故障测距方法包括以下步骤：步骤S001，T型输电线路的三端分别标记为M、N、P，对M、N、P三端测量点的电压、电流数据进行数据滤波，提取基波相量，利用对称分量法求解出三端测量点的正序电压、电流和正序故障电压、电流；步骤S002，利用MT、NT、PT三个支路的线路长度，并根据线路的正序波阻抗、传播系数将测量点的正序电压、电流和正序故障电压、电流带入公式，分别求解T节点的正序电压、正序故障电压和注入T节点的正序电流、正序故障电流；步骤S003，将三条支路中其中一条支路假设为故障发生的支路，该支路上故障点为假想故障点，将各端的数据带入该支路的测距函数，计算出假想故障点距T节点的距离；同理，分别假设另外两条支路为故障发生的支路，将各端数据带入各支路的测距函数，计算出另外两个假想故障点距T节点的距离。步骤S004，将三个假想故障点距T节点的距离与对应支路的线路长度进行对比，如果有且仅有一个假想故障点距T节点的距离小于该支路的线路长度且大于零，那么故障就发生在该支路上，求取该支路的假想故障距离就为故障距T节点的距离。优选的，利用MT、NT、PT三个支路的线路长度，并根据线路的正序波阻抗、传播系数将测量点的正序电压、电流和正序故障电压、电流带入公式，分别求解T节点的正序电压UiT(i＝M、N、P)、正序故障电压ΔUiT和注入T节点的正序电流IiT、正序故障电流ΔIiT为：其中，Ui、ΔUi分别为i端的正序电压和正序故障电压，Ii、ΔIi为i端的正序电流和正序故障电流，liT为iT支路的线路长度，Z为线路的正序波阻抗，γ为线路的正序传播系数。优选的，在步骤S003中，假设故障发生MT支路上，则测距函数为：其中，B1＝2(UNTIPT-UPTINT)ΔIPTZ-2(ΔUNTΔIPT-ΔUPTΔINT)IPTZ，C1＝(ΔUNTΔIPT-ΔUPTΔINT)UPT-(UNTIPT-UPTINT)ΔUPT，A2＝(ΔUPTΔINT-ΔUNTΔIPT)(2UMTINT+UNTIMT)-(UPTINT-UNTIPT)(2ΔUMTΔINT+ΔUNTΔIMT)，B2＝2(UPTINT-UNTIPT)ΔINTZ-2(ΔUPTΔINT-ΔUNTΔIPT)INTZ，C2＝(ΔUPTΔINT-ΔUNTΔIPT)UNT-(UPTINT-UNTIPT)ΔUNT。优选的，在步骤S003中，假设故障发生NT支路上，则测距函数为：其中，B1＝2(UMTIPT-UPTIMT)ΔIPTZ-2(ΔUMTΔIPT-ΔUPTΔIMT)IPTZ，C1＝(ΔUMTΔIPT-ΔUPTΔIMT)UPT-(UMTIPT-UPTIMT)ΔUPT，A2＝(ΔUPTΔIMT-ΔUMTΔIPT)(2UNTIMT+UMTINT)-(UPTIMT-UMTIPT)(2ΔUNTΔIMT+ΔUMTΔINT)，B2＝2(UPTIMT-UMTIPT)ΔIMTZ-2(ΔUPTΔIMT-ΔUMTΔIPT)IMTZ，C2＝(ΔUPTΔIMT-ΔUMTΔIPT)UMT-(UPTIMT-UMTIPT)ΔUMT。优选的，在步骤S003中，假设故障发生PT支路上，则测距函数为：其中B1＝2(UMTINT-UNTIMT)ΔINTZ-2(ΔUMTΔINT-ΔUNTΔIMT)INTZ，C1＝(ΔUMTΔINT-ΔUNTΔIMT)UNT-(UMTINT-UNTIMT)ΔUNT，A2＝(ΔUNTΔIMT-ΔUMTΔINT)(2UPTIMT+UMTIPT)-(UNTIMT-UMTINT)(2ΔUPTΔIMT+ΔUMTΔIPT)，B2＝2(UNTIMT-UMTINT)ΔIMTZ-2(ΔUNTΔIMT-ΔUMTΔINT)IMTZ，C2＝(ΔUNTΔIMT-ΔUMTΔINT)UMT-(UNTIMT-UMTINT)ΔUMT。优选的，T型高压输电线路非同步故障测距方法还包括辅助判据来校验数据的正确性，即，将非故障支路的假想故障点距T节点的距离与故障支路的故障点距T节点的距离带入辅助判据函数：其中f为取模值函数；如果f<δ，那么通过计算得出的故障点距T节点的距离有效；如果f>δ，则将三端的数据加强滤波，重新进行计算；当求解出来的两个或三个支路上的假想故障点到T节点的距离都满足时，若f<δ，那么说明实际故障为T节点故障；若f>δ，则将三端的数据加强滤波重新计算。一种T型高压输电线路非同步故障测距系统包括数据输入模块、数据提取模块、测距函数计算模块、数值分析模块。数据输入模块用于将M、N、P三端测量点的电压、电流数据输入到系统中；数据提取模块用于将测量点的电压、电流数据进行滤波，提取基波相量，利用对称分量法求取三端的正序分量和正序故障分量，并将三端的正序分量和正序故障分量输出至测距函数计算模块；测距函数计算模块用于计算三条支路上假想故障点到T节点的距离；数值分析模块用于分析假想故障点到T节点的距离，通过辅助判据验证数据的正确性，并得出故障支路和故障距离。有益效果：本专利技术的T型高压输电线路非同步故障测距方法将故障分支判别与故障测距合为一体，不存在测距死区，并且不存在传统不同步测距方法存在伪根的缺点；测距方法不存在复杂的迭代程序，利用解析表达式即可得到故障距离，并且有辅助判据来判别数据的正确性，方法简单、可靠；测距方法不需要判别故障类型，基本不受过渡电阻、系统阻抗、非同步角本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种T型高压输电线路非同步故障测距方法，其特征在于：包括以下步骤：/n步骤S001，T型输电线路的三端分别标记为M、N、P，对M、N、P三端测量点的电压、电流数据进行数据滤波，提取基波相量，利用对称分量法求解出三端测量点的正序电压、电流和正序故障电压、电流；/n步骤S002，利用MT、NT、PT三个支路的线路长度，并根据线路的正序波阻抗、传播系数将测量点的正序电压、电流和正序故障电压、电流带入公式，分别求解T节点的正序电压、正序故障电压和注入T节点的正序电流、正序故障电流；/n步骤S003，将三条支路中其中一条支路假设为故障发生的支路，该支路上故障点为假想故障点，将各端的数据带入该支路的测距函数，计算出假想故障点距T节点的距离；同理，分别假设另外两条支路为故障发生的支路，将各端数据带入各支路的测距函数，计算出另外两个假想故障点距T节点的距离。/n步骤S004，将三个假想故障点距T节点的距离与对应支路的线路长度进行对比，如果有且仅有一个假想故障点距T节点的距离小于该支路的线路长度且大于零，那么故障就发生在该支路上，求取该支路的假想故障距离就为故障距T节点的距离。/n

【技术特征摘要】
1.一种T型高压输电线路非同步故障测距方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤S001，T型输电线路的三端分别标记为M、N、P，对M、N、P三端测量点的电压、电流数据进行数据滤波，提取基波相量，利用对称分量法求解出三端测量点的正序电压、电流和正序故障电压、电流；
步骤S002，利用MT、NT、PT三个支路的线路长度，并根据线路的正序波阻抗、传播系数将测量点的正序电压、电流和正序故障电压、电流带入公式，分别求解T节点的正序电压、正序故障电压和注入T节点的正序电流、正序故障电流；
步骤S003，将三条支路中其中一条支路假设为故障发生的支路，该支路上故障点为假想故障点，将各端的数据带入该支路的测距函数，计算出假想故障点距T节点的距离；同理，分别假设另外两条支路为故障发生的支路，将各端数据带入各支路的测距函数，计算出另外两个假想故障点距T节点的距离。
步骤S004，将三个假想故障点距T节点的距离与对应支路的线路长度进行对比，如果有且仅有一个假想故障点距T节点的距离小于该支路的线路长度且大于零，那么故障就发生在该支路上，求取该支路的假想故障距离就为故障距T节点的距离。


2.如权利要求1所述的T型高压输电线路非同步故障测距方法，其特征在于：在步骤S002中，利用MT、NT、PT三个支路的线路长度，并根据线路的正序波阻抗、传播系数将测量点的正序电压、电流和正序故障电压、电流带入公式，分别求解T节点的正序电压UiT(i＝M、N、P)、正序故障电压ΔUiT和注入T节点的正序电流IiT、正序故障电流ΔIiT为：



其中，Ui、ΔUi分别为i端的正序电压和正序故障电压，Ii、ΔIi为i端的正序电流和正序故障电流，liT为iT支路的线路长度，Z为线路的正序波阻抗，γ为线路的正序传播系数。


3.如权利要求1所述的T型高压输电线路非同步故障测距方法，其特征在于：在步骤S003中，假设故障发生MT支路上，则测距函数为：



其中，



B1＝2(UNTIPT-UPTINT)ΔIPTZ-2(ΔUNTΔIPT-ΔUPTΔINT)IPTZ，
C1＝(ΔUNTΔIPT-ΔUPTΔINT)UPT-(UNTIPT-UPTINT)ΔUPT，
A2＝(ΔUPTΔINT-ΔUNTΔIPT)(2UMTINT+UNTIMT)-(UPTINT-UNTIPT)(2ΔUMTΔINT+ΔUNTΔIMT)，
B2＝2(UPTINT-UNTIPT)ΔINTZ-2(ΔUPTΔINT-ΔUNTΔIPT)INTZ，
C2＝(ΔUPTΔINT-ΔUNTΔIPT)UNT-(UPTINT-UNTIPT)ΔUNT。


4.如权利要求1所述的T型高压输电线路非同步故障测距方法，其特征在于：在步骤S003中，假设故障...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈旭，伍祥，张利花，张鑫瑞，张超，程志强，李伟，王涛，苏迎春，张浩淼，李云鹏，金旭荣，楼蕊，樊博，
申请(专利权)人：国网宁夏电力有限公司营销服务中心国网宁夏电力有限公司计量中心，
类型：发明
国别省市：宁夏;64