一種三角環(huán)網(wǎng)測距范圍延拓方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種三角環(huán)網(wǎng)測距范圍延拓方法，屬于電力系統(tǒng)繼電保護(hù)【技術(shù)領(lǐng)域】。本方法為：對由三個變電站之間輸電線路組成的一個三角環(huán)網(wǎng)，僅有與母線M相連的變電站內(nèi)安裝行波測距裝置，并監(jiān)測相鄰線路l1和l3。環(huán)網(wǎng)中未被行波測距裝置監(jiān)測的輸電線路l2發(fā)生故障后，故障初始行波到達(dá)故障線路兩端變電站母線N、P，并經(jīng)母線透射到環(huán)網(wǎng)中的健全線路上，通過行波測距裝置采集健全線路l1量測端TA1的電流行波，并分別記錄故障初始行波通過兩條健全線路l1、l3傳播到TA1的時間，再求其時間差Δt，最后利用三角環(huán)網(wǎng)各條線路全長及經(jīng)驗波速計算故障距離x。理論分析和仿真結(jié)果表明本方法不受故障瞬時性、故障過渡電阻變化等因素的影響，測距結(jié)果準(zhǔn)確可靠。
【專利說明】
—種三角環(huán)網(wǎng)測距范圍延拓方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種三角環(huán)網(wǎng)測距范圍延拓方法，屬于電力系統(tǒng)繼電保護(hù)【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]輸電線路距離長、跨度大，各種故障時有發(fā)生。快速、準(zhǔn)確地確定線路故障位置，有助于減輕現(xiàn)場運維人員的巡線負(fù)擔(dān)，縮短故障修復(fù)時間，減少系統(tǒng)停電損失，同時對發(fā)現(xiàn)的輸電線路潛在隱患和薄弱環(huán)節(jié)改進(jìn)和加強(qiáng)防護(hù)，可有效保證電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定運行。
[0003]作為故障測距的方法之一，行波法是利用故障行波在母線與故障點之間的傳播時間來測定故障距離，其測距精度較高，適用范圍較廣。傳統(tǒng)的行波測距方法僅能夠?qū)π胁y距裝置所監(jiān)測的線路進(jìn)行測距，而無法對未裝設(shè)行波測距裝置的線路進(jìn)行故障測距。對由三個變電站之間輸電線路組成的一個三角環(huán)網(wǎng)，若在每一個變電站內(nèi)都裝設(shè)行波測距裝置對環(huán)網(wǎng)所有線路利用單端法或雙端法進(jìn)行故障定位，勢必增加測距成本，還將不可避免受到兩種測距方法局限性的影響。因此，急需探索一種新的行波測距范圍延拓方法，通過一臺行波測距裝置實現(xiàn)對整個三角環(huán)網(wǎng)的準(zhǔn)確測距。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服傳統(tǒng)單端法或雙端法行波測距對三角環(huán)網(wǎng)應(yīng)用的局限性，提出一種三角環(huán)網(wǎng)測距范圍延拓方法。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種三角環(huán)網(wǎng)測距范圍延拓方法，對由三個變電站之間輸電線路組成的一個三角環(huán)網(wǎng)，僅有與母線1相連的變電站內(nèi)安裝行波測距裝置，并監(jiān)測相鄰線路1工和13。環(huán)網(wǎng)中未被行波測距裝置監(jiān)測的輸電線路12發(fā)生故障后，故障初始行波到達(dá)故障線路兩端變電站母線隊？，并經(jīng)母線透射到環(huán)網(wǎng)中的健全線路上，通過行波測距裝置采集健全線路1工量測端的電流行波，并分別記錄故障初始行波通過兩條健全線路1”13傳播到的時間，再求其時間差八仏最后利用三角環(huán)網(wǎng)各條線路全長及經(jīng)驗波速計算故障距離X。
[0006]具體步驟是:
[0007](1)故障首波頭時間的確定:環(huán)網(wǎng)中未被行波測距裝置監(jiān)測的輸電線路12發(fā)生故障后，故障初始行波到達(dá)故障線路兩端變電站母線隊？，并經(jīng)母線隊？分別透射到環(huán)網(wǎng)中的健全線路1工和13上，其中傳播到健全線路13的故障行波還將經(jīng)過母線1投射到健全線路1”因此來自健全線路1工和13的故障行波都能被量測。利用行波測距裝置采集健全線路1工量測端的電流行波，根據(jù)電流行波圖找出故障初始行波到達(dá)母線~端并經(jīng)母線~透射到健全線路1:后，量測端獲得的故障波頭時間，記為\ ；故障初始行波到達(dá)母線？端并經(jīng)母線？透射到健全線路13后再經(jīng)母線1端透射到健全線路1工時，量測端獲得的故障波頭時間記為七2。
[0008](2)首波頭時間差的求取:根據(jù)(1)中找出的兩次故障首波頭的時間七2，求取時間差為八七=七廠七2。
[0009](3)故障定位:按照公式X = ^^-1^+13)/2進(jìn)行故障位置的計算。其中，1”12，13分別為組成三角環(huán)網(wǎng)的三條線路，故障線路為12 4為故障點距離母線~的距離7為波速。
[0010]本發(fā)明的原理是:
[0011]1、兩次故障首波頭時間差的求取
[0012]環(huán)網(wǎng)中未被行波測距裝置監(jiān)測的輸電線路12發(fā)生故障后，故障初始行波到達(dá)故障線路兩端變電站母線隊？，并經(jīng)母線隊？分別透射到環(huán)網(wǎng)中的健全線路1:和13上，其中傳播到健全線路13的故障行波還將經(jīng)過母線1投射到健全線路1”因此來自健全線路1工和13的故障行波都能被量測。利用行波測距裝置采集健全線路1:量測端的電流行波，根據(jù)電流行波圖找出故障初始行波通過兩條健全線路1” 13傳播到量測端丁仏的時間七2，求取其時間差為:
[0013]^ 1: =(1)
[0014]其中，\為量測端獲得的故障初始行波到達(dá)母線~端并經(jīng)母線~透射到健全線路1工的故障波頭時間；〖2為量測端獲得的故障初始行波到達(dá)母線？端并經(jīng)母線？透射到健全線路13后再經(jīng)母線1端透射到健全線路1工的故障波頭時間。
[0015]2、三角環(huán)網(wǎng)故障定位:
[0016]根據(jù)公式(2)計算故障距離。
[0017]X =〈V.1-1^+12+1^)/2⑵
[0018]其中，1,, 12，13分別為組成三角環(huán)網(wǎng)的三條線路，故障線路為12巧為波速4為故障點距離母線~的距離。
[0019]本發(fā)明的有益效果是:針對三角環(huán)網(wǎng)進(jìn)行故障定位，其原理簡單，且不受故障瞬時性、故障過渡電阻變化等因素的影響，測距結(jié)果準(zhǔn)確可靠。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為實施例1、實施例2、實施例3的三角環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖且故障發(fā)生在線路12上時的故障初始行波傳播路徑圖；
[0021〕 圖2為實施例1線路12故障時檢測到的電流行波圖；
[0022]圖3為實施例2線路12故障時17^檢測到的電流行波圖；
[0023]圖4為實施例3線路12故障時17^檢測到的電流行波圖。

【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】，對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0025]一種三角環(huán)網(wǎng)測距范圍延拓方法，對由三個變電站之間輸電線路組成的一個三角環(huán)網(wǎng)，僅有與母線1相連的變電站內(nèi)安裝行波測距裝置，并監(jiān)測相鄰線路1工和13。環(huán)網(wǎng)中未被行波測距裝置監(jiān)測的輸電線路12發(fā)生故障后，故障初始行波到達(dá)故障線路兩端變電站母線隊？，并經(jīng)母線透射到環(huán)網(wǎng)中的健全線路上，通過行波測距裝置采集健全線路1工量測端丁八:的電流行波，并分別記錄故障初始行波通過兩條健全線路^、匕傳播到的時間，再求其時間差八仏最后利用三角環(huán)網(wǎng)各條線路全長及經(jīng)驗波速計算故障距離X。
[0026]具體步驟是:
[0027](1)故障首波頭時間的確定:環(huán)網(wǎng)中未被行波測距裝置監(jiān)測的輸電線路12發(fā)生故障后，故障初始行波到達(dá)故障線路兩端變電站母線隊？，并經(jīng)母線隊？分別透射到環(huán)網(wǎng)中的健全線路1工和13上，其中傳播到健全線路13的故障行波還將經(jīng)過母線1投射到健全線路1”因此來自健全線路1工和13的故障行波都能被量測。利用行波測距裝置采集健全線路1工量測端的電流行波，根據(jù)電流行波圖找出故障初始行波到達(dá)母線~端并經(jīng)母線~透射到健全線路1:后，量測端獲得的故障波頭時間，記為\ ；故障初始行波到達(dá)母線？端并經(jīng)母線？透射到健全線路13后再經(jīng)母線1端透射到健全線路1工時，量測端獲得的故障波頭時間記為七2。
[0028](2)首波頭時間差的求取:根據(jù)(1)中找出的兩次故障首波頭的時間七2，求取時間差為八七=七廠七2。
[0029](3)故障定位:按照公式X = ^^-1^+13)/2進(jìn)行故障位置的計算。其中，1”12，13分別為組成三角環(huán)網(wǎng)的三條線路，故障線路為12 4為故障點距離母線~的距離7為波速。
[0030]實施例1:
[0031]如圖1所示的三角環(huán)網(wǎng)，其三段母線分別為1、隊？，且各條線路長度分別為山=1501^11，12 = 1001^11，13 = 901^1。假設(shè)線路12距離母線X端401^1處發(fā)生八相接地故障，故障初始角為90。，過渡電阻為101采樣率為1冊12。
[0032]根據(jù)圖2所示的電流行波圖找出兩次故障首波頭對應(yīng)的時間為\ = 0.1820818，七2 = 0.1819498 ；求首波頭時間差八七== 0.0001328，V取為經(jīng)驗波速，大小為2.98 X 10^111/3 ；最后利用公式(2)計算故障距離 X = (乂.1-1^+1^+1^)/2 = 39.6681^1。
[0033]實施例2:
[0034]如圖1所示的三角環(huán)網(wǎng)，其三段母線分別為1、隊？，且各條線路長度分別為山=1501^11，12 = 1001^111,13 = 901^1。假設(shè)線路12距離母線X端551^1處發(fā)生八相接地故障，故障初始角為60。，過渡電阻為101采樣率為1冊12。
[0035]根據(jù)圖3所示的電流行波圖找出兩次故障首波頭對應(yīng)的時間\ = 0.1610098，七2 = 0.1607708 ；求首波頭時間差八七=\-七2 = 0.0002398，V取為經(jīng)驗波速，大小為2.98 X 10?^ ；最后利用公式(2)計算故障距離 X = 0.1-1^+1^+1^)/2 = 55.6111^1110
[0036]實施例3:
[0037]如圖1所示的三角環(huán)網(wǎng)，其三段母線分別為1、隊？，且各條線路長度分別為山=1501^11，12 = 1001^111,13 = 901^1。假設(shè)線路12距離母線X端701^1處發(fā)生八相接地故障，故障初始角為60。，過渡電阻為101采樣率為1冊12。
[0038]根據(jù)圖4所示的電流行波圖找出兩次故障首波頭對應(yīng)的時間\ = 0.1610528，七2 = 0.1607158 ；求首波頭時間差八七=\-七2 = 0.0003378，V取為經(jīng)驗波速，大小為2.98X 10^111/3 ；最后利用公式(2)計算故障距離 X = 0.1-1^+1^+1^)/2 = 70.2131011。
[0039]上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作了詳細(xì)說明，但是本發(fā)明并不限于上述實施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。
【權(quán)利要求】
1.一種三角環(huán)網(wǎng)測距范圍延拓方法，其特征在于:對由三個變電站之間輸電線路組成的一個三角環(huán)網(wǎng)，僅有與母線M相連的變電站內(nèi)安裝行波測距裝置，并監(jiān)測相鄰線路I1和I3 ;環(huán)網(wǎng)中未被行波測距裝置監(jiān)測的輸電線路I2發(fā)生故障后，故障初始行波到達(dá)故障線路兩端變電站母線N、P，并經(jīng)母線透射到環(huán)網(wǎng)中的健全線路上，通過行波測距裝置采集健全線路I1量測端TA1的電流行波，并分別記錄故障初始行波通過兩條健全線路Ip I3傳播到TA1的時間，再求其時間差A(yù)t，最后利用三角環(huán)網(wǎng)各條線路全長及經(jīng)驗波速計算故障距離X。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三角環(huán)網(wǎng)測距范圍延拓方法，其特征在于具體步驟為: (1)故障首波頭時間的確定:環(huán)網(wǎng)中未被行波測距裝置監(jiān)測的輸電線路I2發(fā)生故障后，故障初始行波到達(dá)故障線路兩端變電站母線N、P，并經(jīng)母線N、P分別透射到環(huán)網(wǎng)中的健全線路I1和I3上；利用行波測距裝置采集健全線路I1量測端TA1的電流行波，根據(jù)電流行波圖找出故障初始行波到達(dá)母線N端并經(jīng)母線N透射到健全線路I1后，量測端TA1獲得的故障波頭時間，記為h ;故障初始行波到達(dá)母線P端并經(jīng)母線P透射到健全線路I3后再經(jīng)母線M端透射到健全線路I1時，量測端TA1獲得的故障波頭時間記為t2 ； (2)首波頭時間差的求取:根據(jù)⑴中找出的兩次故障首波頭的時間t1;t2，求取時間差為:
At = tft2 (3)故障定位:按照公式X=(V At-1^Vl3)/2進(jìn)行故障位置的計算； 其中，I1, I2, I3分別為組成三角環(huán)網(wǎng)的三條線路，故障線路為I2 ;x為故障點距離母線N的距離，V為波速。
【文檔編號】G01R31/08GK104459462SQ201410668301
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月20日
【發(fā)明者】紀(jì)思, 楊橋偉, 朱凈松, 施輝選, 李起榮, 李天權(quán), 馮鵬, 楊明涅, 謝德琴, 徐賽梅, 束洪春, 余多, 白冰 申請人:云南電網(wǎng)公司楚雄供電局, 昆明理工大學(xué)