利用零序分量实现输电线路双端故障测距方法
【专利摘要】本发明公开了一种利用零序分量实现输电线路双端故障测距方法。本发明方法首先测量输电线路两端的零序电压、零序电流，以固定步长递增，依次利用输电线路两端的零序电压、零序电流计算输电线路上每一点相位函数，直至输电线路全长；选取输电线路上某一点的相位函数落在（?90°，90°）范围内，同时其相邻下一个点的相位函数落在（90°，270°）范围内，则这两个点的中间位置即为输电线路故障点。本发明方法的测量精度同时不受分布电容电流、过渡电阻、电力系统运行方式和负荷电流影响，具有很高测距精度。
【专利说明】
利用零序分量实现输电线路双端故障测距方法
技术领域
[0001] 本发明涉及电力系统继电保护技术领域，具体地说是涉及一种利用零序分量实现 输电线路双端故障测距方法。
【背景技术】
[0002] 故障测距方法根据使用的数据来源可分为单端测距方法和双端测距方法。单端测 距方法的测距精度受过渡电阻影响严重，过渡电阻较大时，单端故障测距结果常常超出线 路全长或无测距结果，无法提供准确有效的故障位置信息，导致故障巡线困难，无法适应日 益复杂的电网运行方式。输电线路双端故障测距方法由于可使用的故障量信息多，故障测 距结果比单端故障测距结果准确度要高，在现场获得应用。
[0003] 由于受过渡电阻影响，输电线路高阻短路故障时，传统双端故障测距方法测距结 果虽不会超出线路全长或无测距结果，但故障测距结果与实际故障距离存在较大误差，无 法提供准确故障位置信息，导致故障巡线困难，不利于线路故障快速排除和线路供电快速 恢复。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种测量精度高的利用零序分 量实现输电线路双端故障测距方法。
[0005] 为完成上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0006] 利用零序分量实现输电线路双端故障测距方法，其要点在于，包括如下依序步骤： [0007] (1)保护装置测量输电线路在m变电站保护安装处的零序电压。、零序电流，测 量输电线路在η变电站保护安装处的零序电压^。、零序电流之 0;其中，输电线路连接m变电 站和η变电站；
[0008] (2)保护装置选取故障距离初始值为lx，利用输电线路在m变电站保护安装处的零序 电压零序电流'计算输电线路上距保护安装处的ι χ点的零序电压(,ΛΜ从)； 其中，γ 0为输电线路零序传播系数;ζ。。为输电线路零序波阻抗;ch(.)为双曲余弦函数;sh (·)为双曲正弦函数；
[0009] (3)保护装置利用输电线路在η变电站保护安装处的零序电压?>Β?、零序电流匕计 算输电线路上距保护安装处的ι χ点的零序电压-/λ ))-4zri#(以/_ -ij ;其中， 为输电线路全长；
[0010] (4)保护装置计算输电线路上距保护安装处的lx点的相位函数Θ(1Χ):
[0011]
[0012] (5)故障距离初始值lx以固定步长Δ1递增，返回步骤(2)，依次计算输电线路上距 保护安装处的每一lx点的相位函数Θ(1Χ)，直至输电线路全长；其中，Δ1为固定步长，取 0.001倍的输电线路全长；
[0013] ⑷保护装置选取输电线路上某一lx点的相位函数Θ(1Χ)落在(-90°，90°)范围内， 同时其相邻下一个lx+A 1点的相位函数Θ(1Χ+Δ 1)落在(90°，270°)范围内，则这两个点的中 间位置即为输电线路故障点;其中，
[0014]
[0015] 本发明与现有技术相比较，具有下列积极成果：
[0016] 本发明方法首先测量输电线路两端的零序电压、零序电流，以固定步长递增，依次 利用输电线路两端的零序电压、零序电流计算输电线路上每一 lx点的相位函数Θ(1Χ)，直至 输电线路全长;选取输电线路上某一lx点的相位函数Θ(1 Χ)落在(-90°，90°)范围内，同时其 相邻下一个lx+A 1点的相位函数Θ(1Χ+A 1)落在(90°，270°)范围内，则这两个点的中间位置 即为输电线路故障点。本发明方法的测量精度同时不受分布电容电流、过渡电阻、电力系统 运行方式和负荷电流影响，具有很高测距精度。
【附图说明】
[0017] 图1为应用本发明的线路输电系统示意图。
【具体实施方式】
[0018] 下面根据说明书附图对本发明的技术方案做进一步详细表述。
[0019] 图1为应用本发明的线路输电系统示意图。图1中CVT为电压互感器、CT为电流互感 器。保护装置测量输电线路在m变电站保护安装处的零序电压t^。、零序电流，测量输电 线路在η变电站保护安装处的零序电压、零序电流之e;其中，输电线路连接m变电站和η变 电站。
[0020] 保护装置选取故障距离初始值为lx，利用输电线路在m变电站保护安装处的零序电 压、零序电流欠。计算输电线路上距保护安装处的l x点的零序电压。
[0021] 保护装置利用输电线路在η变电站保护安装处的零序电压?"。、零序电流之。计算输 电线路上距保护安装处的lx点的零序电压?,,#(4/,,,,,-/,))-/,,7.,4(/,其中，γ 〇为 输电线路零序传播系数;Ζ。。为输电线路零序波阻抗;ch(.)为双曲余弦函数;sh(.)为双曲正 弦函数;为输电线路全长；
[0022] 保护装置计算输电线路上距保护安装处的lx点的相位函数Θ(1Χ):
[0023]
[0024] 故障距离初始值lx以固定步长Δ1递增，反复利用公式（1)，依次计算输电线路上 距保护安装处的每一lx点的相位函数Θ(1Χ)，直至输电线路全长;其中，Δ1为固定步长，取 0.001倍的输电线路全长。
[0025] 保护装置选取输电线路上某一lx点的相位函数Θ(1Χ)落在(-90°，90°)范围内，同时 其相邻下一个lx+A 1点的相位函数Θ(1Χ+A 1)落在(90°，270°)范围内，则这两个点的中间位 置即为输电线路故障点;其中，
[0026]
[0027] 本发明方法的测量精度同时不受分布电容电流、过渡电阻、电力系统运行方式和 负荷电流影响，具有很高测距精度。
[0028] 以上所述仅为本发明的较佳具体实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任 何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都 应涵盖在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.利用零序分量实现输电线路双端故障测距方法，其特征在于，包括如下依序步骤： (1) 保护装置测量输电线路在m变电站保护安装处的零序电压零序电流之,。，测量输 电线路在η变电站保护安装处的零序电压?η()、零序电流& ;其中，输电线路连接m变电站和η 变电站； (2) 保护装置选取故障距离初始值为lx，利用输电线路在m变电站保护安装处的零序电压 。、零序电流之,。计算输电线路上距保护安装处的l x点的零序电B其中，γ 0为输电线路零序传播系数;Zd为输电线路零序波阻抗;ch(.)为双曲余弦函数;sh (·)为双曲正弦函数；(3) 保护装置利用输电线路在η变电站保护安装处的零序电压零序电流卄算输 电线路上距保护安装处的lx点的零序电丨 车中，1_为 输电线路全长； (4) 保护装置计算输电线路上距保护安装处的lx点的相位函数Θ(1Χ):(5) 故障距离初始值lx以固定步长Δ1递增，返回步骤(2)，依次计算输电线路上距保护 安装处的每一l x点的相位函数Θ(1Χ)，直至输电线路全长;其中，Δ1为固定步长，取0.001倍 的输电线路全长； (6) 保护装置选取输电线路上某一lx点的相位函数Θ(1Χ)落在(-90°，90°)范围内，同时 其相邻下一个l x+A 1点的相位函数Θ(1Χ+A 1)落在(90°，270°)范围内，则这两个点的中间位 置即为输电线路故障点;其中，
【文档编号】G01R31/08GK105866622SQ201610190431
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年3月30日
【发明人】蔡方伟, 姚志涵, 陈敏
【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莆田供电公司