确认不对称故障后的输电线路电气量分布情况的方法技术

本发明专利技术涉及一种确认不对称故障后的输电线路电气量分布情况的方法，包括：测量出杆塔上各挂线部分之间的距离，根据测量得到的挂线部分之间的距离，根据电磁耦合计算模型计算OPGW线的自感、相线和OPGW线之间的互感和OPGW线之间的互感参数；根据互阻抗的值，计算每两个杆塔之间的档距OPGW线上的感应电动势；根据短路位置和杆塔之间的网孔，列写回路电流方程；根据回路电流方程，计算得到OPGW线上的电流，并根据OPGW线上电流，计算得到各级杆塔上的感应电动势；根据OPGW线上的电流，绘图OPGW线上每档距之间的电流波形曲线。

【技术实现步骤摘要】
确认不对称故障后的输电线路电气量分布情况的方法
本专利技术涉及电力系统自动化
，尤其涉及一种确认不对称故障后的输电线路电气量分布情况的方法。
技术介绍
目前，输电线路发生短路故障时，短路电流会直接影响到输电系统的安全性及电力通信的可靠性。在各类故障中，单相短路的发生频率最高。短路电流在输电线路和光纤复合架空地线光缆(OpticalFiberCompositeOverheadGroundWire，OPGW，以下简称OPGW线)上的分布情况也直接影响到系统的安全运行，同时也是在实现OPGW线的选型设计和进行绝缘间隙整定时保证间隙在短路故障时被击穿有着重要的意义。不对称短路故障的电流分布的准确计算对输电系统的安全有着重要的影响。在本申请中说明的应用回路法计算输电线路上的任一点短路时，OPGW线上的感应电动势的分布，OPGW线上的电流的分布，杆塔上的电流分布情况进行分析。有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种确认不对称故障后的输电线路电气量分布情况的方法，使其更具有产业上的利用价值。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种确认不对称故障后的输电线路电气量分布情况的方法。本申请的目的是克服现有技术上的不足，提出新的不对称故障后的输电线路电气量分布情况研究的方法。本方法是创新性地提出来在输电线路上任一点发生短路故障时短路电流分布的处理方法。本申请适用于110～500kV架空输电线路和架空地线(普通地线和OPGW线)，能够准确分析出在输电线路任一点发生不对称故障时，架空地线上的电气量的分布和各级杆塔上的电压的分布，具有很好应用价值，对输电线路发生短路故障后的电气量分析具有重要的意义。本专利技术的一种确认不对称故障后的输电线路电气量分布情况的方法，包括：步骤1：通过对输电线路所用的杆塔的型号，测量出杆塔上各挂线部分之间的距离，包括相线之间的距离、相线和OPGW线之间的距离和OPGW线之间的距离；步骤2：根据测量得到的挂线部分之间的距离，根据电磁耦合计算模型计算OPGW线的自感、相线和OPGW线之间的互感和OPGW线之间的互感参数；步骤3：确定短路发生位置，并根据该短路位置，计算短路电流；步骤4：根据互阻抗的值，计算每两个杆塔之间的档距OPGW线上的感应电动势；步骤5：根据短路位置和杆塔之间的网孔，列写回路电流方程；如果故障发生在杆塔处，修正等效阻抗方程，如果故障发生在两杆塔处，增广等效阻抗方程；步骤6：根据回路电流方程，计算得到OPGW线上的电流，并根据OPGW线上电流，计算得到各级杆塔上的感应电动势；步骤7：根据OPGW线上的电流，绘图OPGW线上每档距之间的电流波形曲线；步骤8：根据OPGW线上的电压，绘图各级杆塔上的电压波形曲线；步骤9：根据分析结果选择合适的OPGW线。进一步的，当故障发生在杆塔处时，将故障电流等效成为一个短路电流源在短路点处注入，对回路电流方程进行修正；当故障发生在两杆塔之间时，将故障电流等效成为一个短路电流源在短路点注入，同时将该短路电流源对地和对两侧杆塔的分流支路分别等效为三个电阻支路，对回路电流方程进行增广。进一步的，当故障发生在两杆塔之间时，确定短路电流源的三条分流路径的等效电阻的电阻值，根据短路后的电磁环境和实际电阻率，利用拉格朗日差值法对所述等效电阻的电阻值进行曲线拟合。进一步的，当故障发生在杆塔处时，每级杆塔发生一次不对称故障，轮询每档距之间的OPGW线上的电流值，取最大值作出OPGW线电流波形图；同时轮询每级杆塔上的电压值，取最大值作出各级杆塔电压波形图；当故障发生在两杆塔之间时，以0.1kM为步长，沿着线路从始端到末端逐点设置不对称短路，轮询每档距之间的OPGW线上的电流值，取最大值作出OPGW线电流波形图；同时轮询每级杆塔上的电压值，取最大值作出各级杆塔电压波形图。本申请的有益效果如下：输电线路发生不对称故障时(故障发生在杆塔处)，对短路电流的分流处理，构造回路电流方程，得到每两个杆塔之间OPGW线上的感应电动势、OPGW线上的电流和各级杆塔上的电压。输电线路发生不对称故障时(故障发生在两杆塔之间时)，对短路后的等效回路的处理和对短路电流的分流处理，构造回路电流方程，得到每两个杆塔之间OPGW线上的感应电动势、OPGW线上的电流和各级杆塔上的电压。对输电线路任一点发生不对称故障时，输电线路、OPGW线和杆塔上的电气量的分布情况波形分析和研究。技术成熟、可靠性高，适用于110～500kV架空输电线路和架空地线(普通地线和OPGW线)。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。附图说明图1是本专利技术杆塔和线路的计算模型示意图；图2是本专利技术的故障发生在杆塔处的等效电路示意图；图3是本专利技术的1#OPGW线每档距上的电流最大值示意图；图4是本专利技术的2#OPGW线每档距上的电流最大值示意图；图5是本专利技术的各个杆塔上的电位最大值示意图；图6是本专利技术的故障发生在两杆塔之间的等效电路示意图；图7是本专利技术的故障发生在两杆塔之间的短路电流分流图；图8是本专利技术的1#OPGW线每档距上的电流最大值示意图；图9是本专利技术的2#OPGW线每档距上的电流最大值示意图；图10是本专利技术的各个杆塔上的电位最大值示意图；图11是本专利技术的确认不对称故障后的输电线路电气量分布情况的方法流程图。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。参见图1至图11所示，一种确认不对称故障后的输电线路电气量分布情况的方法，包括：步骤1：通过对输电线路所用的杆塔的型号，测量出杆塔上各挂线部分之间的距离，包括相线之间的距离、相线和OPGW线之间的距离和OPGW线之间的距离。步骤2：根据测量得到的挂线部分之间的距离，根据电磁耦合计算模型计算OPGW线的自感、相线和OPGW线之间的互感和OPGW线之间的互感参数。步骤3：确定短路发生位置，并根据该短路位置，计算短路电流。步骤4：根据互阻抗的值，计算每两个杆塔之间的档距OPGW线上的感应电动势。步骤5：根据短路位置和杆塔之间的网孔，列写回路电流方程。如果故障发生在杆塔处，修正等效阻抗方程，如果故障发生在两杆塔处，增广等效阻抗方程。步骤6：根据回路电流方程，计算得到OPGW线上的电流，并根据OPGW线上电流，计算得到各级杆塔上的感应电动势(电压)。步骤7：根据OPGW线上的电流，绘图OPGW线上每档距之间的电流波形曲线。步骤8：根据OPGW线上的电压，绘图各级杆塔上的电压波形曲线。步骤9：根据分析结果选择合适的OPGW线。下面详细介绍该过程：输电线路的OPGW线和三相载流导线共同组成一个空间的平行多导体系统，形成输电线路的统一电磁场。各平行导体的相互位置、电荷情况、接线方式等，都会直接影响该电磁场的分布，进而决定OPGW线上感应电量的大小。在实际的线路中，由于每根OPGW线与三相载流导线的空间位置并不对称，尽管三相导线上的电压和电流基本平衡，但在地线上电磁感应分量的大小是不同的。电磁感应电压的大小取决于负荷电流、线路长度和导线、OPGW线布置方式，而与输电电压的数值本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种确认不对称故障后的输电线路电气量分布情况的方法，其特征在于，包括：步骤1：通过对输电线路所用的杆塔的型号，测量出杆塔上各挂线部分之间的距离，包括相线之间的距离、相线和OPGW线之间的距离和OPGW线之间的距离；步骤2：根据测量得到的挂线部分之间的距离，根据电磁耦合计算模型计算OPGW线的自感、相线和OPGW线之间的互感和OPGW线之间的互感参数；步骤3：确定短路发生位置，并根据该短路位置，计算短路电流；步骤4：根据互阻抗的值，计算每两个杆塔之间的档距OPGW线上的感应电动势；步骤5：根据短路位置和杆塔之间的网孔，列写回路电流方程；如果故障发生在杆塔处，修正等效阻抗方程，如果故障发生在两杆塔处，增广等效阻抗方程；步骤6：根据回路电流方程，计算得到OPGW线上的电流，并根据OPGW线上电流，计算得到各级杆塔上的感应电动势；步骤7：根据OPGW线上的电流，绘图OPGW线上每档距之间的电流波形曲线；步骤8：根据OPGW线上的电压，绘图各级杆塔上的电压波形曲线；步骤9：根据分析结果选择合适的OPGW线。

【技术特征摘要】
1.一种确认不对称故障后的输电线路电气量分布情况的方法，其特征在于，包括：步骤1：通过对输电线路所用的杆塔的型号，测量出杆塔上各挂线部分之间的距离，包括相线之间的距离、相线和OPGW线之间的距离和OPGW线之间的距离；步骤2：根据测量得到的挂线部分之间的距离，根据电磁耦合计算模型计算OPGW线的自感、相线和OPGW线之间的互感和OPGW线之间的互感参数；步骤3：确定短路发生位置，并根据该短路位置，计算短路电流；步骤4：根据互阻抗的值，计算每两个杆塔之间的档距OPGW线上的感应电动势；步骤5：根据短路位置和杆塔之间的网孔，列写回路电流方程；如果故障发生在杆塔处，修正等效阻抗方程，如果故障发生在两杆塔处，增广等效阻抗方程；步骤6：根据回路电流方程，计算得到OPGW线上的电流，并根据OPGW线上电流，计算得到各级杆塔上的感应电动势；步骤7：根据OPGW线上的电流，绘图OPGW线上每档距之间的电流波形曲线；步骤8：根据OPGW线上的电压，绘图各级杆塔上的电压波形曲线；步骤9：根据分析结果选择合适的OPG...

【专利技术属性】
技术研发人员：李芳，
申请(专利权)人：天津电力设计院，
类型：发明
国别省市：天津;12