[发明专利]一种含串补元件的输电线路故障测距方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种含串补元件的输电线路故障测距方法，属于交流输电线路故障测距技术领域。

背景技术

由于含串补元件输电线路应用越来越广泛，有关其故障测距的问题也成为近年来国内外学者广泛关注和研究的对象。若串补元件安装在线路两端，串补电容两端的电压、电流能直接量测，则可用一般的输电线路故障测距方法进行故障定位。否则，当串补元件安装在线路中部时，串补元件的存在破坏了输电线路的均匀性，一般的测距方法对安装了串补元件的输电线路不再有效。目前已有许多关于串补电容线路故障定位的研究，根据其测距原理大致可分为两类，即行波法和故障分析法。其中故障分析法根据系统有关参数、串补装置的边界条件和量测端的电压、电流列出测距方程，一般为电压方程，也有电流方程，然后对其进行分析计算，求出故障点到量测端之间距离。

但是，这种串补元件输电线路测距精度低，计算复杂，实用性不强，因此，很有必要对现有技术进行改进。 

为了克服传统串补元件输电线路测距精度低的不足，提高测距精度，本发明在贝杰龙分布参数线路模型的基础上，结合故障区段量测端电气量和故障边界条件，推导计算出故障区段内串补元件一侧电流，同时由健全区段侧的量测端电气量推导计算出串补元件另一侧电流，根据串补元件两侧电流相等这一边界，可以得出故障定位判据。藉此，提出一种含串补元件的输电线路故障测距方法。

发明内容

为了克服传统串补元件输电线路测距精度低的不足的问题，本发明提出一种含串补元件的输电线路故障测距方法，在贝杰龙分布参数线路模型的基础上，结合故障区段量测端电气量和故障边界条件，推导计算出故障区段内串补元件一侧电流，同时由健全区段侧的量测端电气量推导计算出串补元件另一侧电流，根据串补元件两侧电流相等这一边界，可以得出故障定位判据，可以消除串补元件对输电线路测距的影响，实现快速查找线路故障，同时，本方法对于电阻故障和电弧故障不需要先判断故障类型，采用统一测距原理，能准确对故障定位，可靠性好，计算简单，实用性强。

本发明的技术方案是：一种含串补元件的输电线路故障测距方法，在故障侧内，由量测端电气量和故障边界条件，推导计算出故障点右侧电压和电流，进而推导计算出串补元件左侧电流；同时在非故障侧内，由量测端电气量推导计算出串补元件右侧电流。根据串补元件两侧电流相等这一边界，得出故障定位函数，从而计算出故障距离。

输电线路故障测距方法的具体步骤如下：

（1）当含串补元件输电线路某侧区段发生故障后，量测输电线路两端保护安装处M点、N点电压u_M、u_N电流i_M、i_N，将M端电压u_M、电流i_M代入沿线电压、电流分布表达式计算出故障点的电压                                                和故障点左侧电流，再分别根据不同故障的边界条件计算出故障点右侧电流：

（1.1）对于电阻接地故障，可推导计算出故障点右侧电流为：

                       (1)

其中：为故障点右侧电流,为故障点左侧电流,为故障过渡电阻。

（1.2）对于电弧接地故障，电弧接地故障的边界条件为：

；                          (2)

                   (3)

其中，为B相电流，为C相电流，为A相故障点右侧电流，为A相故障点左侧电流，为故障点电压，为电弧电压；

此时故障点右侧电流为：

           (4)

（2）再将、代入沿线电流公式，计算得到串补元件左侧P₁处的电流：

;                 (5)

其中：

;                   (6)

;                   (7)

;                          (8)

                (9)