[发明专利]一种基于重合闸动作分析的单端输电线路故障测距方法

说明书

本发明公开了一种基于重合闸动作分析的单端输电线路故障测距方法。该方法根据电路叠加原理，分别分析故障状态和故障后自动重合闸状态下的附加状态网络，建立正序故障分量状态下本侧测量电压电流关于故障距离、过渡电阻及对侧系统阻抗的方程组。最后，利用信赖域反射算法求解故障状态及重合闸状态的方程组，获得精确的故障距离。本发明完全克服了传统单端法因可利用信息有限而无法同时消除故障距离、过渡电阻及对侧系统阻抗对测距精度影响的弊端。

技术领域

本发明涉及电力系统继电保护技术领域，尤其是涉及一种基于重合闸动作分析的单端输电线路故障测距方法。

背景技术

快速、准确的故障定位技术对于修复故障，迅速恢复供电，提高电力系统可靠性和连续性有着至关重要的意义。根据测距原理，故障测距主要分为行波法及故障分析法。

行波法根据故障后行波到达测量点的时间差测算故障距离，原理上具有很高的精度。但波头及波速的检测存在一定难度，且设备成本过高。故障分析法利用系统故障前后的稳态电压电流等信息建立方程，求解故障距离。故障分析法根据信息来源，可分为单端法和双端法。双端故障分析法利用两边信息进行分析，可消除过渡电阻等因素的影响，拥有较高测距精度。此类方法的可靠性受线路两侧信号同步性影响，且经济性较差，同时，大部分双端法存在伪根判别的问题且无法在所有情况下都能判别出伪根。单端故障分析法通过分析单端工频电压与电流之间的关系方程，获取故障距离。传统的单端法测距精度不高，易受到负荷水平、实际故障距离、过渡电阻、对侧系统运行条件变化等因素的影响。究其根本原因，传统的单端法由于利用的测量信息有限，未知量个数大于方程个数，无法同时消除实际故障距离、过渡电阻及对侧系统运行条件变化的影响。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种为解决单端法可利用测量信息有限的问题，将分析多个时间层面(故障状态和重合闸状态)以提取更多有效信息，采用分布式线路参数，建立故障状态和单相重合闸状态下的单端电气量与故障距离、过渡电阻及对侧系统阻抗的方程组，通过信赖域反射算法求解方程组，获取精确的故障距离，应用方便，仅通过变电站中故障录波仪及线路参数即可应用于现有的输电系统的一种基于重合闸动作分析的单端输电线路故障测距方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于重合闸动作分析的单端输电线路故障测距方法，包括以下步骤：

步骤1：将线路发生永久性故障前后整个过程分为5个时间面状态；

步骤2：针对5个时间面状态中的两个时间面状态分别建模并分别建立包含未知故障距离值和其他相关未知数的关系方程组；

步骤3：对包含未知故障距离值和其他相关未知数的关系方程组进行求解，得出故障距离值；

步骤4：将故障距离值进行循环迭代，以满足误差的设定值以内并得出最终故障距离值。

进一步地，所述步骤1中的5个时间面状态包括：状态A：故障前状态，线路两侧断路器闭合、状态B：故障状态，线路发生故障，但线路两侧断路器仍然闭合、状态C：故障清除状态，保护动作后，线路两侧断路器断开、状态D：重合闸状态，线路一侧断路器先行闭合，另外一侧断路器保持断开和状态E：最终隔离状态，故障未能清除，保护动作，再次断开合闸侧的断路器。

进一步地，所述步骤2中的两个时间面状态为状态B：故障状态，线路发生故障，但线路两侧断路器仍然闭合和状态D：重合闸状态，线路一侧断路器先行闭合，另外一侧断路器保持断开。

进一步地，所述的状态B的关系方程组为：