基于风电场集电线路和箱变参数的相间故障多端测距方法技术

本发明专利技术公开了一种基于风电场集电线路和箱变参数的相间故障多端测距方法，属于电力系统输电工程领域，主要应用于风力发电企业的场内集电线路故障快速定位、检修工作。本发明专利技术根据集电线路型号和箱变参数对集电线路建模，确定各相邻元件之间线路阻抗大小，通过各元件暂态电流、电压计算全集电线路各元件T接点电压分布，确定故障点位于两台风机之间或线路首端至第一台风机之间，并根据风机箱变低压侧和线路首端的暂态电压、电流求解确定故障点距离相邻元件的阻抗，进而达到确定故障点位置的目的。的。的。

【技术实现步骤摘要】
基于风电场集电线路和箱变参数的相间故障多端测距方法


[0001]本专利技术涉及一种基于风电场集电线路和箱变参数的相间故障多端测距方法，属于电力系统输电工程领域，主要应用于风力发电企业的场内集电线路快速定位、检修工作。

技术介绍

[0002]近年来，风力发电无论是装机容量还是发电量都在逐年递增。由于风电场集电线路分布区域较大，且环境恶劣，导致集电线路故障频发，而集电线路故障后，需要对集电线路进行巡线，确定故障点。集电线路长度一般为5～15km，故障后巡线工作大大增加了集电线路的停电时间和现场工作量。为保证风电场经济运行，必须重视事故后的快速排查和修复工作。对风电场输电线路的故障测距技术是从技术上保证风电场安全、可靠和经济运行的重要措施之一。
[0003]准确的故障定位能够减轻巡线的负担，减小经济损失。准确的故障测距能减少维修人员巡线检查的时间，加快线路的恢复，减少因停电造成的经济损失。现有的集电线路测距方法为单端测距，当集电线路经过渡电阻短路或线路参数不准确时，测距误差很大，现场应用效果不好。因此，需要一种准确的集电线路故障测距方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于应对风电场输电线路产生的相间故障，通过相关电气量获得故障处位于集电线路的位置，提出了一种基于风电场集电线路和箱变参数的相间故障多端测距方法，可以准确判断故障点的具体位置。
[0005]本专利技术解决上述问题所采用的技术方案是：一种基于风电场集电线路和箱变参数的相间故障多端测距方法，其特征在于，根据集电线路的型号和箱变参数，确定阻抗参数，对集电线路建模；通过采集暂态故障信息量并上送至主站端；主站端根据采集的故障信息量，通过计算全集电线路电压分布和求解暂态方程，确定故障点位置和故障点过渡电阻大小。
[0006]进一步的，根据集电线路的型号参数和全部风机位置，确定第一台风机T接点至主站侧线路阻抗；根据集电线路的型号参数和相邻两台风机的位置，确定相邻两台风机之间的线路阻抗；根据箱变铭牌参数和箱变T接段下引线参数，确定箱变至T接点阻抗。根据上述阻抗对集电线路及其连接箱变进行建模，确定各元件之间的阻抗。
[0007]进一步的，集电线路故障后，采集线路和全部风机的暂态电压和电流矢量和主站侧集电线路暂态电流和电压矢量；并将采集到的电压和电流矢量经风机与主站之间的通信通道上送至主站；各不同采样点的同步依靠场站时钟同步。主站侧根据同一时间断面的各元件暂态电压、电流，确定全集电线路的各T接点和线路首端电压分布(U
s
，U
k
+I
k
Z
k
)，故障点位于电压最低的两个节点之间。
[0008]进一步的，如主站通过各箱变暂态电压和电流矢量计算全集电线路电压分布，确定故障点位于相邻的两个风机T接点之间。故障点前侧线路电流可由首端电流与故障点前
各风机电流累加得到，即I
sk
；后侧电流则是故障点后各风机电流累加的结果，即I
fk
。两个风机的暂态电流、电压可以直接采集，即U
k
、I
k
、U
k
‑1、I
k
‑1。风机箱变和接引线阻抗(Z
k
)和两个风机T接点之间阻抗(ΔZ
k
)为建模参数。求解暂态方程确定至主站侧线路参数和过渡电阻大小，可得到故障点位置。
[0009]进一步的，如主站可通过计算全集电线路电压分布，确定故障点位于线路首端与第一台风机T接点之间。故障点至该台风机T接点处的电流由全部风机的电流累加得到，即I
f1
；故障点至主变侧电流为集电线路的暂态电流，即I
s
。第一台风机和线路首端的暂态电流、电压可以直接采集，即U
s
、I
s
、U1、I1。风机箱变和接引线阻抗(Z1)和第一台风机T接点至主变侧之间阻抗(ΔZ1)为建模参数。求解暂态方程确定故障点至主站侧线路参数和过渡电阻大小，可得到故障点位置。
[0010]本专利技术与现有技术相比，具有以下优点和效果：本专利技术根据集电线路型号和箱变参数对集电线路建模，确定各相邻元件之间线路阻抗大小，通过各元件暂态电流、电压计算全集电线路各元件T接点电压分布，确定故障点位于两台风机之间或线路首端至第一台风机之间，并根据风机箱变低压侧和线路首端的暂态电压、电流求解确定故障点距离相邻元件的阻抗，可以准确判断故障点的具体位置。
附图说明
[0011]图1是本专利技术实施例中相间故障多端测距方法示意图。
具体实施方式
[0012]下面结合附图并通过实施例对本专利技术作进一步的详细说明，以下实施例是对本专利技术的解释而本专利技术并不局限于以下实施例。
[0013]实施例。
[0014]本实施例中，基于风电场集电线路和箱变参数的相间故障多端测距方法，过程如下：
[0015]根据集电线路的型号和箱变参数，确定阻抗参数，对集电线路建模；通过采集暂态故障信息量并上送至主站端；主站端根据采集的故障信息量，通过计算全集电线路电压分布和求解暂态方程，确定故障点位置和故障点过渡电阻大小。
[0016]根据集电线路的型号参数和全部风机位置，确定第一台风机T接点至主站侧线路阻抗；根据集电线路的型号参数和相邻两台风机的位置，确定相邻两台风机之间的线路阻抗；根据箱变铭牌参数和箱变T接段下引线参数，确定箱变至T接点阻抗。根据上述阻抗对集电线路及其连接箱变进行建模，确定各元件之间的阻抗。如图1所示，即确定ΔZ
k
(包括ΔZ1) 阻抗。
[0017]集电线路故障后，采集线路和全部风机的暂态电压和电流矢量和主站侧集电线路暂态电流和电压矢量；并将采集到的电压和电流矢量经风机与主站之间的通信通道上送至主站；各不同采样点的同步依靠场站时钟同步。主站侧根据同一时间断面的各元件暂态电压、电流，确定全集电线路的各T接点和线路首端电压分布(U
s
，U
k
+I
k
Z
k
)，故障点位于电压最低的两个节点之间。如图1所示，即确定故障点位于两个风机T接点之间或位于线路首端和第一台风机T接点之间。
[0018]如主站通过各箱变暂态电压和电流矢量计算全集电线路电压分布，确定故障点位于相邻的两个风机T接点之间。如图1所示，故障点前侧线路电流可由首端电流与故障点前各风机电流累加得到，即I
sk
；后侧电流则是故障点后各风机电流累加的结果，即I
fk
。两个风机的暂态电流、电压可以直接采集，即U
k
、I
k
、U
k
‑1、I
k
‑1。风机箱变和接引线阻抗(Z
k
)和两个风机T接点之间阻抗(ΔZ
k
)为建模参数。求解暂态方程确定至主站侧线路参数和过渡电阻大小，可得到故障点位置。
[0019]如主站可通过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于风电场集电线路和箱变参数的相间故障多端测距方法，其特征在于，根据集电线路和箱变参数确定阻抗参数，对集电线路建模；根据集电线路型号参数和首端第一台风机位置，确定首端第一台风机T接点至主站侧线路阻抗；根据集电线路的型号参数和相邻两台风机的位置，确定相邻两台风机之间线路阻抗；根据箱变铭牌参数和箱变T接段下引线参数，确定箱变至T接点阻抗；根据上述阻抗对集电线路及其连接箱变进行建模，确定各元件之间的阻抗；采集暂态故障信息量并上送至主站端，主站端根据采集的故障信息量，通过计算全集电线路电压分布和求解暂态方程，确定故障点位置和故障点过渡电阻大小。2.根据权利要求1所述的基于风电场集电线路和箱变参数的相间故障多端测距方法，其特征在于，集电线路故障后，采集线路和全部风机的暂态电压、电流矢量以及主站侧集电线路暂态电流、电压矢量，并将采集到的电压、电流矢量经风机与主站之间通信通道上送至主站；各不同采样点的同步依靠场站时钟同步，主站侧根据同一时间断面的各元件暂态电压、电流，确定全集电线路的各...

【专利技术属性】
技术研发人员：张明悦，张延鹏，刘国栋，李楠，魏俊红，龙海旭，侯苏洋，李伯俊，王钢，
申请(专利权)人：华电电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：