[发明专利]一种仅利用单端信息的同塔双回输电线路非跨线故障的测距方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种仅利用单端信息的同塔双回输电线路非跨线故障的测距方法，属于电力系统保护与测距技术领域。

背景技术

同塔并架双回线路因其工程造价低、占用走廊宽度小、建设周期短、运行维护简单、经济效益显著等优点，因此得到了广泛的应用。当双回线路故障时，精确的故障

测距方法对快速准确查找故障点，迅速排除故障和及时恢复线路供电具有重要的实践意义。

同塔并架双回输电线路所用的故障分析法不外乎单端法和双端法。单端法实现简便，无需通讯通道传送对端信息，但获取的信息量较少，受故障点过渡阻抗和负荷电流的影响，半线长外测距精度不高。双端法使用了双端的数据，从而可以消除过渡电阻对测距精度的影响，并且不受故障类型和系统参数的影响，能够保证较高的测距精度，但需要通信通道传递两端的数据，并且需要解决双端数据采样同步化的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是基于现有暂态故障录波装置基础上，利用首端故障回路和健全回路电压、电流故障分量分别推算至故障点，根据故障点电压相等得出故障定位函数，求出故障距离。

本发明的技术方案是：一种仅利用单端信息的同塔双回输电线路非跨线故障的测距方法，当同塔双回输电线路某一回路发生故障时，利用相模变换矩阵将两回路相互耦合的相量解耦，得到两回线路相互独立的线模分量；分析线模故障分量网络，利用故障回路首端（M端）电压、电流故障分量推算故障点电压，同时利用非故障回路首端电压、电流故障分量推算末端（N端）电压，再利用线路末端边界条件推算故障点电压，根据两端计算得到的故障点电压相等列写出故障定位函数，通过求解定位函数计算出故障距离。

本方法的具体步骤如下：

（1）假设同塔双回输电线路Ⅰ回路发生故障，利用相模变换矩阵，将两回线首端检测到的电压电流相量转换为两回线相独立的模量，建立基于集中参数T型等效的同塔双回输电线路                                                模故障分量网络；

（2）分析同塔双回输电线路模故障分量网络，由首端电压故障分量和Ⅰ回路电流故障分量推算故障点左侧电压故障分量：

 

                                  

          （1）       

 式中，为故障点到量测端的距离；

（3）利用首端电压故障分量和Ⅱ回路电流故障分量推算末端电压故障分量及Ⅱ回路电流故障分量：

 

     

         （2）

   （3）

式中，为Ⅱ回线路长度；

（4）末端的系统边界有如下约束关系：

                                               （4）

                                                     （5）

    （5）利用和推算故障点右侧电压故障分量：

        

               

          （6）

 式中，为Ⅰ回线路长度；

（6）利用故障点电压相等构成测距方程为：

                              （7）

故障距离为

                                              （8）

本发明的原理是（以Ⅰ回路故障为例进行说明）：

一、故障点左侧电压故障分量的推导

分析同塔双回输电线路模故障分量网络（如图2所示），根据电路理论有以下关系：

                               （1）

                                              （2）

                              （3）

整理式（1）、（2）、（3），可得：

 

                                  

          （4）       

 式中，为故障点到量测端的距离。

     二、故障点右侧电压故障分量的推导