[发明专利]一种高压直流接地极线路高阻故障的定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统保护与测距技术领域，具体地说是一种适合高压直流接地极线路的高阻故障的定位方法。

背景技术

接地极线路是直流输电系统中不可缺少的一部分，直流系统换流站一般距离接地点几十到一百多千米，其间通常架设双导线并联的接地极引线。

接地极线路电压等级较低，发生线路故障概率较大，接地极线路发生故障后会影响直流双极系统，不仅对直流系统安全运行影响较大，而且对电网骨干网架稳定运行影响很大。目前，接地极线路大都装有脉冲行波测距装置，但测距可靠性和准确性并不高，当接地极线路故障时，常有无法测距的情况发生。

利用可测的直流电压、电流和非故障支路推算至故障点，根据故障点电压相等原理即可计算出故障点位置。由于接地极的特殊结构，其极址电阻很小，当线路发生金属性接地故障时，利用该方法可以很精确地进行故障测距。当接地点电阻大于或等于极址电阻后，流入故障点的电流很小，故障点电压不是电压在线路上分布的最小值，因此测距误差增大；越靠近极址点，测距精度相对越精确。极址电压是电压沿线分布的最小值，利用极址点电压相等列写测距函数，可减少计算引入的误差，实现高阻故障测距。

发明内容

本发明的目的是提供一种易于现场实现的高压直流接地极线路高阻故障定位方法，利用线路两端故障前数据和量测端电压、电流，以及故障点边界条件进行故障测距，简化测距方法。

本发明高压直流接地极线路高阻故障的定位方法是：高压直流接地极线路发生接地故障时，利用非故障线路侧量测端电压、电流推算出非故障线路极址点的电压，利用故障线路量测端电压、电流和故障边界条件推算出故障线路极址点的电压；根据极址点电压相等原则列出故障定位函数，求解故障定位函数，找出最小值所对应的距离，即为故障距离。具体步骤如下：

（1）高压直流接地极线路发生接地故障后，提取量测端故障与非故障线路的电压                                               和电流（直流分量）；

（2）利用非故障线路l₁量测端电压U_M和电流I₁，通过下式计算出非故障线路极址点电压Ug₁：

，

式中，R为接地极线路单位长度电阻，l为接地极线路总长；

（3）利用故障线路l₂量测端电压U_M和电流I₂，通过下式计算出故障点电压：

，

式中，R为接地极线路单位长度电阻，x_f为故障点到量测端的距离；

（4）根据故障点边界条件，故障点电流，按下式计算出故障线路极址电流I₂₁：

，

式中，R_f为故障点过渡电阻；

（5）根据故障线路极址电流I₂₁和故障点电压U_f，通过下式计算出故障线路极址点电压Ug₂：

；

（6）按以下故障定位测距函数，在、范围内进行二维搜索，找出最小值所对应的距离，即为故障距离x_f：

，

其中，R_f为故障点接地电阻，l为接地极线路总长，。

本发明中，高压直流接地极线路发生接地故障后，在6.4kHz的采样率下提取量测端故障与非故障线路的电压、电流。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1、本方法基于现有故障录波数据实现故障接地极线路故障测距，不需要高采样率，易于现场实现。

2、本测距方法仅利用单端可测的电压和电流量，无需对端的数据。

附图说明