利用相間故障位置因子相位特性實(shí)現(xiàn)線路相間故障單端測(cè)距方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種利用相間故障位置因子相位特性實(shí)現(xiàn)線路相間故障單端測(cè)距方法。本發(fā)明方法首先計(jì)算輸電線路保護(hù)安裝處到相間短路故障點(diǎn)的故障阻抗與輸電線路保護(hù)安裝處到輸電線路保護(hù)整定范圍處的線路阻抗之比值，得到輸電線路相間故障位置因子b；然后選取故障距離初始值為lfault，以固定步長(zhǎng)Δl遞增依次計(jì)算輸電線路上每一點(diǎn)處的直至輸電線路全長(zhǎng)；利用輸電線路相間短路故障點(diǎn)前后θ(lfault)會(huì)由(90°,270°)發(fā)生突變進(jìn)入(-90°,90°)這一相位特性實(shí)現(xiàn)輸電線路相間短路故障單端精確測(cè)距。本發(fā)明方法原理上消除了輸電線路相間短路故障點(diǎn)電壓、過(guò)渡電阻和負(fù)荷電流對(duì)輸電線路相間短路故障單端測(cè)距精度的影響，具有很高的測(cè)距精度，特別適用于特高壓交流輸電線路相間短路故障單端測(cè)距。
【專利說(shuō)明】利用相間故障位置因子相位特性實(shí)現(xiàn)線路相間故障單端測(cè) 距方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)繼電保護(hù)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說(shuō)是涉及一種利用相間故障位置 因子相位特性實(shí)現(xiàn)線路相間故障單端測(cè)距方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 根據(jù)電氣量來(lái)源劃分，故障測(cè)距方法主要分為雙端測(cè)距方法和單端測(cè)距方法。雙 端測(cè)距方法利用輸電線路兩端電氣量進(jìn)行故障定位，需要通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸通道獲取對(duì)端電氣 量，對(duì)數(shù)據(jù)傳輸通道依賴性強(qiáng)，實(shí)際使用中還易受雙端采樣值同步性的影響。特高壓交流輸 電線路往往是遠(yuǎn)距離輸電線路，鋪設(shè)測(cè)距所需的數(shù)據(jù)傳輸通道需要附加投資大量資金，因 此，單端測(cè)距方法比雙端測(cè)距方法更具實(shí)用性。單端測(cè)距方法僅利用輸電線路一端電氣量 進(jìn)行故障定位，無(wú)須通訊和數(shù)據(jù)同步設(shè)備，運(yùn)行費(fèi)用低且算法穩(wěn)定，在高中低壓輸電線路中 獲得廣泛應(yīng)用。
[0003]目前，單端測(cè)距方法主要分為行波法和阻抗法。行波法利用故障暫態(tài)行波的傳送 性質(zhì)進(jìn)行單端故障測(cè)距，精度高，不受運(yùn)行方式、過(guò)度電阻等影響，但對(duì)采樣率要求很高，需 要專門的錄波裝置，應(yīng)用成本高。阻抗法利用故障后的電壓、電流量計(jì)算故障回路阻抗，根 據(jù)線路長(zhǎng)度與阻抗成正比的特性進(jìn)行單端故障測(cè)距，簡(jiǎn)單可靠，但測(cè)距精度受到過(guò)渡電阻 和負(fù)荷電流等因素影響嚴(yán)重，尤其過(guò)渡電阻較大時(shí)，阻抗法測(cè)距結(jié)果會(huì)嚴(yán)重偏離真實(shí)故障 距離，甚至出現(xiàn)測(cè)距失敗。由于特高壓輸電線路沿線存在較大的分布電容電流，當(dāng)特高壓輸 電線路發(fā)生中高阻短路故障時(shí)，單端阻抗法測(cè)距結(jié)果會(huì)嚴(yán)重偏離真實(shí)故障距離，不能滿足 現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用要求。因此，采用集中參數(shù)建模的單端阻抗法不能直接應(yīng)用于特高壓輸電線路 的單端故障測(cè)距。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于克服已有技術(shù)存在的不足，提供一種利用相間故障位置因子相 位特性實(shí)現(xiàn)線路相間故障單端測(cè)距方法。本發(fā)明方法首先計(jì)算輸電線路保護(hù)安裝處到相 間短路故障點(diǎn)的故障阻抗與輸電線路保護(hù)安裝處到輸電線路保護(hù)整定范圍處的線路阻抗 之比值，得到輸電線路相間故障位置因子b;然后選取故障距離初始值為Ifault，以固定步 長(zhǎng)Λ1遞增依次計(jì)算輸電線路上每一點(diǎn)處的外,wj= 直至輸電線 路全長(zhǎng)；利用輸電線路相間短路故障點(diǎn)前后Q(Ifault)會(huì)由（90°，270° )發(fā)生突變進(jìn)入 (-90°，90° )這一相位特性實(shí)現(xiàn)輸電線路相間短路故障單端精確測(cè)距。本發(fā)明方法采用 長(zhǎng)線方程精確描述輸電線路的物理特性，具有天然的抗分布電容影響的能力。本發(fā)明方法 原理上消除了輸電線路相間短路故障點(diǎn)電壓、過(guò)渡電阻和負(fù)荷電流對(duì)輸電線路相間短路故 障單端測(cè)距精度的影響，具有很高的測(cè)距精度，特別適用于特高壓交流輸電線路相間短路 故障單端測(cè)距。
[0005] 為完成上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0006] 利用相間故障位置因子相位特性實(shí)現(xiàn)線路相間故障單端測(cè)距方法，其特征在于， 包括如下依序步驟：
[0007] (1)保護(hù)裝置測(cè)量輸電線路保護(hù)安裝處的故障相間電壓^^、故障相間電流湘 故障相間負(fù)序電流其中，Φ Φ = AB、BC、CA相；
[0008] (2)保護(hù)裝置計(jì)算Y1Iset的雙曲余弦函數(shù)值ChU 1Iset),計(jì)算Y1Iset的雙曲正切 函數(shù)值th U ilset);其中，Iset為輸電線路保護(hù)整定范圍，取0. 85倍輸電線路長(zhǎng)度；γ i為輸 電線路正序傳播系數(shù)；
[0009] (3)保護(hù)裝置計(jì)算輸電線路相間故障位置因子b :

【權(quán)利要求】
1.利用相間故障位置因子相位特性實(shí)現(xiàn)線路相間故障單端測(cè)距方法，其特征在于，包 括如下依序步驟： (1) 保護(hù)裝置測(cè)量輸電線路保護(hù)安裝處的故障相間電壓&#、故障相間電流和故障 相間負(fù)序電流;其中，φΦ=ab、bc、ca相： (2) 保護(hù)裝置計(jì)算Y1Iset的雙曲余弦函數(shù)值Ch(Y1Iset),計(jì)算Y1Iset的雙曲正切函數(shù) 值thUU;其中，Iset為輸電線路保護(hù)整定范圍，取0. 85倍輸電線路長(zhǎng)度；γi為輸電線 路正序傳播系數(shù)； (3) 保護(hù)裝置計(jì)算輸電線路相間故障位置因子b。
其中，φφ=AB、BC、CA相；Iset為輸電線路保護(hù)整定范圍，取0.85倍輸電線路長(zhǎng) 度；Y1為輸電線路正序傳播系數(shù)；Zca為輸電線路正序波阻抗；Ref為 KchWset))ch{nlj 的實(shí)部；Inf為1ΦΦ]χ的虛部；,W、為, 的實(shí)部；XchKYihJ)Chir1QZjhirlIsJi^ Im(Z，(n/J/#)為Zrli/i(7l/J/# 的虛部；Re(t>#)為 的實(shí)部；Imfty為 的虛部； (4) 保護(hù)裝置選取故障距離初始值為Ifault，以固定步長(zhǎng)Λ1遞增，依次計(jì)算輸電線路 上每一點(diǎn)處的0/,,,.-Ρ，直至輸電線路全長(zhǎng)；其中，固定步長(zhǎng)Λ1取 IzJh\rlJ J 0. 0011 ;1為輸電線路長(zhǎng)度；Isrt為輸電線路保護(hù)整定范圍，取0. 85倍輸電線路長(zhǎng)度；γi為 輸電線路正序傳播系數(shù)；Zca為輸電線路正序波阻抗；故障距離初始值Ifault取0開(kāi)始，以固 定步長(zhǎng)△ 1遞增直至輸電線路全長(zhǎng)1結(jié)束； (5) 保護(hù)裝置選取輸電線路上Ifault點(diǎn)處滿足
且其相鄰下一個(gè)lfault+A1點(diǎn)處滿足 t
則這兩個(gè)點(diǎn)的中間位置 即為輸電線路相間短路故障點(diǎn)；其中，th(Yllfault)為Y1Ifault的雙曲正切函數(shù)值； ^hU1(IfaulJAl))為YJlfaulJAl)的雙曲正切函數(shù)值。
【文檔編號(hào)】G01R31/08GK104316842SQ201410646251
【公開(kāi)日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月14日
【發(fā)明者】曾惠敏 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)福建省電力有限公司, 國(guó)網(wǎng)福建省電力有限公司檢修分公司