[发明专利]输电线路单相接地故障单端测距方法

摘要

电线路单相接地故障单端测距方法，属于电力系统保护和控制领域；本发明方法测量线路在变电站保护安装处单相接地故障后单相跳闸前以及单相跳闸后重合闸前两个时间断面的正、负、零、序电压电流相量作为输入量，故障距离初始值从零开始以Δl为步长取遍线路全长，过渡电阻初始值从1欧姆开始以1欧姆为步长增加至1000欧姆，遍历每一组故障距离和过渡电阻数值组合，分别计算单相接地故障后单相跳闸前和单相跳闸后线路对端系统的等值电动势值，并计算等值电动势的绝对误差和，绝对误差和最小值对应的故障距离值选定为故障测距距离，本发明方法精度高，不受分布电容电流、过渡电阻、负荷、系统阻抗的影响，具有很高的实用价值。

主权项

1.输电线路单相接地故障单端测距方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、在变电站保护安装处，测量故障线路单相接地故障后单相跳闸前的正序电压相量U_f1，负序电压相量U_f2，零序电压相量U_f0，正序电流相量I_f1，负序电流相量I_f2，零序电流相量I_f0，以及单相跳闸后重合闸之前的正序电压相量U_t1，负序电压相量U_t2，零序电压相量U_t0，正序电流相量I_t1，负序电流相量I_t2，零序电流相量I_t0作为输入量；步骤二、设定故障距离初始值取为l，过渡电阻初始值取为R，根据如下公式计算线路对端保护安装处单相接地故障后单相跳闸前的正序电压相量U_of1、负序电压相量U_of2、零序电压相量U_of0、正序电流相量I_of1、负序电流相量I_of2、零序电流相量I_of0：Uof1Uof2Uof0=AUf1Uf2Uf0-BIf1If2If0,Iof1Iof2Iof0=CUf1Uf2Uf0-DIf1If2If0]]>其中A为电压传递系数矩阵，B为阻抗矩阵，C为导纳矩阵，D为电流传递系数矩阵，具体定义如下：A=Zc1sinhγ1(L-l)coshγ1l3R+coshγ1LZc1sinhγ1(L-l)coshγ1l3RZc1sinhγ1(L-l)coshγ0l3RZc1sinhγ1(L-l)coshγ1l3RZc1sinhγ1l(1-x)coshγ1l3R+coshγ1LZc1sinhγ1(L-l)coshγ0l3RZc0sinhγ0(L-l)coshγ1l3RZc0sinhγ0(L-l)coshγ1l3RZc0sinhγ0(L-l)coshγ0l3R+coshγ0L]]>B=Zc1sinhγ1(L-l)Zc1sinhγ1l3R+Zc1sinhγ1LZc1sinhγ1(L-l)Zc1sinhγ1l3RZc1sinhγ1(L-l)Zc0sinhγ0l3RZc1sinhγ1(L-l)Zc1sinhγ1l3RZc1sinhγ1(L-l)Zc1sinhγ1l3R+Zc1sinhγ1LZc1sinhγ1(L-l)Zc0sinhγ0l3RZc0sinhγ0(L-l)Zc1sinhγ1l3RZc0sinhγ0(L-l)Zc1sinhγ1l3RZc0sinhγ0(L-l)Zc0sinhγ0l3R+Zc0sinhγ0L]]>C=coshγ1(L-l)coshγ1lx3R+sinhγ1LZc1coshγ1(L-l)coshγ1l3Rcoshγ1(L-l)coshγ0l3Rcoshγ1(L-l)coshγ1l3Rcoshγ1(L-l)coshγ1l3R+sinhγ1LZc1coshγ1(L-l)coshγ0l3Rcoshγ0(L-l)coshγ1l3Rcoshγ0(L-l)coshγ1l3Rcoshγ0(L-l)coshγ0l3R+sinhγ0LZc0]]>D=coshγ1(L-l)Zc1sinhγ1l3R+coshγ1Lcoshγ1(L-l)Zc1sinhγ1l3Rcoshγ1(L-l)Zc0sinhγ0l3Rcoshγ1(L-l)Zc1sinhγ1l3Rcoshγ1(L-l)Zc1sinhγ1l3R+coshγ1Lcoshγ1(L-l)Zc0sinhγ0l3Rcoshγ0(L-l)Zc1sinhγ1l3Rcoshγ0(L-l)Zc1sinhγ1l3Rcoshγ0(L-l)Zc0sinhγ0l3R+coshγ0L]]>其中：L为输电线路长度；Z_c1为正序波阻抗：R₁、L₁、G₁、C₁分别为单位长度线路的正序电阻、电感、电导和电容值；Z_c0为零序波阻抗：R₀、L₀、G₀、C₀分别为单位长度线路的零序电阻、电感、电导和电容值；γ₁为正序传播系数：γ1=(R1+jωL1)(G1+jωC1);]]>γ₀为零序传播系数：γ0=(R0+jωL0)(G0+jωC0);]]>步骤三、根据下式，计算线路对端保护安装处单相跳闸后重合闸之前的正序电压相量U_ot1、负序电压相量U_ot2、零序电压相量U_ot0、正序电流相量I_ot1、负序电流相量I_ot2、零序电流相量I_ot0：Uot1Uot2Uot0=AUt1Ut2Ut0-BIt1It2It0,Iot1Iot2Iot0=CUt1Ut2Ut0-DIt1It2It0]]>步骤四、计算线路对端系统正序阻抗Z_o1，零序阻抗Z_o0：Z_o1＝-U_ot2/I_ot2，Z_o0=-U_of0/I_ot0；步骤五、计算单相接地故障后单相跳闸前线路对端系统等值电动势E_of：E_of=U_of1+Z_o1I_of1；步骤六、计算单相跳闸后线路对端系统等值电动势的第一计算值E_ot1，第二计算值E_ot2：E_ot1=U_ot1+U_ot2-2U_ot0-(Z_o1+2Z_o0)I_ot0：Eot2=Uot1-12Uot2-12Uot0+(2Zo1+Zo0)Iot1+(Zo0-Zo1)Iot22;]]>步骤七、计算E_of、E_ot1和E_ot2的绝对误差和E_rror：E_rror=|E_of-E_ot1|+|E_of-E_ot2|+|E_ot1-E_ot2|；步骤八、故障距离初始值l以步长Δ1逐次增加直至L，过渡电阻初始值R以1Ω为步长逐步增加直至1000Ω，对每一组不同的l和R组合分别重复步骤二至步骤七，计算相应的绝对误差和，绝对误差和最小值对应的l为故障距离。