[发明专利]一种输电线路单端故障测距方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统继电保护技术领域，具体涉及一种输电线路单端故障测距方法。

背景技术

电力系统是由发电、变电、输电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。它的 功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置转化成电能，再经输、变电系统及配电系统将 电能供应到各负荷中心，通过各种设备再转换成动力、热、光等不同形式的能量，为地区经 济和人民生活服务。但是任何事物都存在两面性，电能也是一样，如果对电能进行误操作或 者是由外界条件造成的电力系统故障会对用户、工作人员的生活乃至生命造成严重的威胁。 短路电流的大小取决于短路点距电源的电气距离，例如，在发电机端发生短路时，流过发电 机的短路电流最大瞬时值可达发电机额定电流的10～15倍，在大容量的电力系统中，短路电 流可高达数万安培。短路电流将引起下列严重后果：短路电流往往会有电弧产生，它不仅能 烧坏故障元件本身，也可能烧坏周围设备和伤害周围人员。巨大的短路电流通过导体时，一 方面会使导体大量发热，造成导体过热甚至熔化，以及绝缘损坏；另一方面巨大的短路电流 还将产生很大的电动力作用于导体，使导体变形或损坏。短路也同时引起系统电压大幅度降 低，特别是靠近短路点处的电压降低得更多，从而可能导致部分用户或全部用户的供电遭到 破坏。网络电压的降低，使供电设备的正常工作受到损坏，也可能导致工厂的产品报废或设 备损坏，如电动机过热受损等。电力系统中出现短路故障时，系统功率分布的突然变化和电 压的严重下降，可能破坏各发电厂并联运行的稳定性，使整个系统解列，这时某些发电机可 能过负荷，因此，必须切除部分用户。短路时电压下降的愈大，持续时间愈长，破坏整个电 力系统稳定运行的可能性愈大。

其中较为严重的电力系统故障就是电力系统的短路问题，从电力系统的实际运行情况看， 电力系统故障多数是由短路引起的，因此除了对电力系统的短路故障有一较深刻的认识外， 还必须熟练掌握电力系统的短路测距计算。在三相系统中，可能发生的短路有：三相短路、 两相短路、两相短路接地和单相接地短路。因此在电力系统输电线上经常发生各种短路故障， 在故障点有些故障现象比较明显，比较好辨认，有些故障则现象不太明显，如在中性点不接 地系统发生单相接地故障时，由于接地电流小，所以在故障点造成的损害小，当保护切除这 一故障后，故障点有时很难查找，但这一故障点由于绝缘已经发生变化，相对整条线路而言 比较薄弱，所以很可能是下一次故障的发生地，因此，仍然需要尽快找到。长期以来，由于 故障测距精度偏低，不仅影响了故障线路供电恢复时间，也给线路运行维护人员查线带来了 沉重负担。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有故障测距精度偏低，不仅影响了故障线路供电恢复时 间，也给线路运行维护人员查线带来了沉重负担，尤其对于故障现象不太明显的情况，故障 点难以查找，目的在于提供一种输电线路单端故障测距方法，对电力系统中不同位置发生对 称短路和不对称短路故障时能准确的计算出短路故障点，且测距精度高，也可以精确计算出 故障现象不太明显的短路点距离。

本发明通过下述技术方案实现：

一种输电线路单端故障测距方法，所述故障测距方法通过序分量法，设定输电线路电压 变化呈二次函数，由已知输电线路首端电压、电流和单位阻抗计算出短路故障点电压和短路 故障点到首端的距离。

本发明基于序分量法，在已知输电线路首端电压、电流和单位阻抗的情况下，只需要找 到短路故障点的电压，然后就可以通过序分量求出短路点到首端的距离。对于故障电压，由 于存在过渡电阻等的影响，所以需要从首端起寻找出短路点电压，由于短路点电压是最小电 压，所以找出的电压会呈现出类似二次函数，本发明设定输电线路电压变化呈二次函数，则 二次函数会存在最低点，即为故障点电压，从而就可以求出故障点到首端的距离。对电力系 统中不同位置发生对称短路和不对称短路故障时能准确的计算出短路故障点，且测距精度高， 也可以精确计算出故障现象不太明显的短路点距离。

优选地，所述故障测距方法用于三相系统中的单相接地短路、两相接地短路、两相相间 短路和三相短路情况。