基于阻抗定位函数幅值特性线路单相接地故障测距方法技术

本发明专利技术公开了一种基于阻抗定位函数幅值特性线路单相接地故障测距方法。本发明专利技术方法首先测量输电线路保护安装处故障相电压、故障相电流、故障相负序电流和零序电流，计算边界阻抗，采用一维搜索方法依次计算输电线路上每一点处的综合阻抗，进而依次计算输电线路上每一点处的阻抗定位函数值，然后选取输电线路上阻抗定位函数值达到最小的点距输电线路保护安装处的距离为故障距离。本发明专利技术方法利用输电线路单相接地故障点处的阻抗定位函数值达到最小这一特性实现输电线路单相接地故障单端精确测距，原理上消除了过渡电阻和负荷电流及电力系统运行方式的影响，具有很高的测距精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力系统继电保护
，具体地说是涉及一种基于阻抗定位函数 幅值特性线路单相接地故障测距方法。
技术介绍
单端故障测距方法仅利用输电线路一端电气量进行故障定位，无须通讯和数据同 步设备，运行费用低且算法稳定，在输电线路中获得广泛应用。单端故障测距方法主要分为 行波法和阻抗法。行波法利用故障暂态行波的传送性质进行单端故障测距，精度高，不受运 行方式、过度电阻等影响，但对采样率要求很高，需要专门的录波装置，应用成本高。阻抗法 利用故障后的电压、电流量计算故障回路阻抗，根据线路长度与阻抗成正比的特性进行单 端故障测距，简单可靠，但故障测距精度受到过渡电阻和负荷电流等因素影响严重，尤其过 渡电阻较大时，阻抗法测距结果会严重偏离真实故障距离，甚至出现故障测距失败或故障 测距结果超出线路全长，无法提供准确的故障位置信息，导致故障巡线困难，不利于输电线 路故障快速排除和线路供电快速恢复。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种基于阻抗定位函数幅值特 性线路单相接地故障测距方法。该方法采用集总参数建模，算法原理简单，程序实现容易， 计算量小，故障测距速度快。该方法利用输电线路单相接地故障点处的阻抗定位函数值达 到最小这一特性实现输电线路单相接地故障单端精确测距，原理上消除了过渡电阻和负荷 电流及电力系统运行方式的影响，具有很高的测距精度，适用于实现500kV、220kV及110kV 输电线路单相接地故障的单端测距功能。 为完成上述目的，本专利技术采用如下技术方案： ，其特征在于，包括如下 步骤： (1)保护装置测量输电线路保护安装处的故障相电压％、故障相负序电流&、故 障相电流备和零序电流4;其中，Φ=a、b、c相； (3)保护装置选取故障距离初始值为lx，计算距离输电线路保护安装处的lx点的 综合阻抗ΔΖ+ζΙ; ⑷保护装置计算距离输电线路保护安装处的1χ点的阻抗定位函数值 (5)故障距离lx以固定步长Δ1递增，返回步骤（3)，依次计算输电线路上每一lx的点距输电线路保护安装处的距离为故障距离；其中，固定步长A1取〇. 0011，1为输电线 路长度。 本专利技术与现有技术相比较，具有以下积极成果： 本专利技术方法首先测量输电线路保护安装处故障相电压、故障相电流、故障相负序 电流和零序电流，计算边界阻抗，采用一维搜索方法依次计算输电线路上每一点处的综合 阻抗，进而依次计算输电线路上每一点处的阻抗定位函数值，然后选取输电线路上阻抗定 位函数值达到最小的点距输电线路保护安装处的距离为故障距离。本专利技术方法采用集总参 数建模，算法原理简单，程序实现容易，计算量小，故障测距速度快。本专利技术方法利用输电线 路单相接地故障点处的阻抗定位函数值达到最小这一特性实现输电线路单相接地故障单 端精确测距，原理上消除了过渡电阻和负荷电流及电力系统运行方式的影响，具有很高的 测距精度，适用于实现500kV、220kV及110kV输电线路单相接地故障的单端测距功能。【附图说明】 图1为应用本专利技术的线路输电系统示意图。【具体实施方式】 下面根据说明书附图对本专利技术的技术方案做进一步详细表述。 图1为应用本专利技术的线路输电系统示意图。图1中PT为电压互感器、CT为电流互 感器。保护装置对输电线路保护安装处的电压互感器PT的电压波形和电流互感器CT的电 流波形进行采样得到电压、电流瞬时值，并利用傅里叶算法计算输电线路保护安装处的故 障相电压故障相负序电流·、故障相电流4和零序电流作为输入量；其中，Φ=A相、B相、C相； 保护装置利用故障相电压除以零序补偿电流 保护装置选取故障距离初始值为lx，计算距离输电线路保护安装处的匕点的综合 阻抗AZ+zl。 保护装置计算距离输电线路保护安装处的lx点的阻抗定位函数值 故障距离lx以固定步长△1递增，依次计算输电线路上每一1x点的阻抗定位函数直至输电线路全长；其中，固定步长A1取〇. 0011，1为输电 线路长度。 上述过程中，故障距离lxW〇开始并以固定步长△ 1递增，直至输电线路全长结 束完成输电线路上每一匕点处的阻抗定位函数值计算。 最后，保护装置选取输电线路上阻抗定位函数值应的点距输电线路保护安装处的距离为故障距离。 本专利技术方法采用集总参数建模，算法原理简单，程序实现容易，计算量小，故障测 距速度快。本专利技术方法利用输电线路单相接地故障点处的阻抗定位函数值达到最小这一特 性实现输电线路单相接地故障单端测距，原理上消除了过渡电阻和负荷电流及电力系统运 行方式的影响，具有很高的测距精度。 以上所述仅为本专利技术的较佳具体实施例，但本专利技术的保护范围并不局限于此，任 何熟悉本
的技术人员在本专利技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都 应涵盖在本专利技术的保护范围之内。【主权项】1.，其特征在于，包括如下步 骤： (1) 保护装置测量输电线路保护安装处的故障相电压、故障相负序电流/^2、故障 相电流％和零序电流/。；其中，Φ=A、B、C相； (2) 保护装置计算边界阻抗其中，Zi、Z。分别为单位长度输电线路正序阻抗、零序阻抗：为的虚部；Φ=A、B、 C相； (3) 保护装置选取故障距离初始值为k计算距离输电线路保护安装处的L点的综合 阻抗ΔΖ+Ζ山； (4) 保护装置计算距离输电线路保护安装处的k点的阻抗定位函数值(5) 故障距离IxW固定步长Δ1递增，返回步骤（3)，依次计算输电线路上每一 1χ点的 阻抗定位函数值，直至输电线路全长； (6)保护装置选取输电线路上阻抗定位函数值最小对应的 点距输电线路保护安装处的距离为故障距离；其中，固定步长A1取0. 0011，1为输电线路 长度。【专利摘要】本专利技术公开了一种。本专利技术方法首先测量输电线路保护安装处故障相电压、故障相电流、故障相负序电流和零序电流，计算边界阻抗，采用一维搜索方法依次计算输电线路上每一点处的综合阻抗，进而依次计算输电线路上每一点处的阻抗定位函数值，然后选取输电线路上阻抗定位函数值达到最小的点距输电线路保护安装处的距离为故障距离。本专利技术方法利用输电线路单相接地故障点处的阻抗定位函数值达到最小这一特性实现输电线路单相接地故障单端精确测距，原理上消除了过渡电阻和负荷电流及电力系统运行方式的影响，具有很高的测距精度。【IPC分类】G01R31/08【公开号】CN105242174【申请号】CN201510581628【专利技术人】曾惠敏 【申请人】国网福建省电力有限公司, 国家电网公司, 国网福建省电力有限公司检修分公司【公开日】2016年1月13日【申请日】2015年9月14日本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于阻抗定位函数幅值特性线路单相接地故障测距方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)保护装置测量输电线路保护安装处的故障相电压故障相负序电流故障相电流和零序电流其中，φ＝A、B、C相；(2)保护装置计算边界阻抗ΔZ=I·φ2I·φ+z0-z1z1I·0Im(U·φz1(I·φ+z0-z1z1I·0))Im(I·φ2z1(I·φ+z0-z1z1I·0));]]>其中，z1、z0分别为单位长度输电线路正序阻抗、零序阻抗；为的虚部；为的虚部；φ＝A、B、C相；(3)保护装置选取故障距离初始值为lx，计算距离输电线路保护安装处的lx点的综合阻抗ΔZ+z1lx；(4)保护装置计算距离输电线路保护安装处的lx点的阻抗定位函数值|U·φI·φ+z0-z1z1I·0-(ΔZ+z1lx)|;]]>(5)故障距离lx以固定步长Δl递增，返回步骤(3)，依次计算输电线路上每一lx点的阻抗定位函数值直至输电线路全长；(6)保护装置选取输电线路上阻抗定位函数值最小对应的点距输电线路保护安装处的距离为故障距离；其中，固定步长Δl取0.001l，l为输电线路长度。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曾惠敏，
申请(专利权)人：国网福建省电力有限公司，国家电网公司，国网福建省电力有限公司检修分公司，
类型：发明
国别省市：福建;35