[发明专利]基于相继动作的高压线路瞬时性接地故障单端测距方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统故障检测技术领域，特别涉及一种基于相继动作的高压线路瞬时性接地故障单端测距方法。

技术背景

输电线路故障精确测距是故障快速修复的基础，对于电力系统安全稳定性以及供电可靠性都至关重要。目前基于双端信息量的故障测距原理已经可以实现精确故障，原理上无任何近似或假设，但是双端故障测距系统受通信系统性能、数据同步性等影响，特别是对于110kV电压等级输电线路以及风电场并网常采用的T接超高压输电线路，双端测距无法有效实施。

基于行波原理的单端测距算法原理上也可以实现精确测距，但是故障点反射波难以有效获取，因此实际上应用效果不可靠。目前实际电力系统中，采用的故障测距原理仍然以单端阻抗法为主，但是单端阻抗法从原理上就受到信息量的局限性，无法克服对端系统阻抗、过渡电阻未知的影响，无法实现精确测距，只能采用逼近的方法，比如假设故障点电流与测量点电流同相位或者线路对端系统阻抗已知等模式，从而影响了测距的精度。

针对该问题，发明人基于输电线路单相接地故障后单相跳闸并重合闸的工作机理，提出了采用故障发生后且断路器跳闸前时间尺度，和断路器跳闸后且重合闸前时间尺度，共两个尺度的测量信息，提出了精确完备的单端故障测距方法，并申报了发明专利(CN103630798A)。然而该专利成立的前提之一是两个时间尺度上过渡电阻保持不变，该假设对于永久性接地故障成立，但事实上，超特高压输电线路单相接地故障80％以上为瞬时性故障，故障相跳闸后故障点绝缘将逐渐恢复，导致过渡电阻逐步发生变化，从而影响了该专利方法对瞬时性单相接地故障的测距精度。

发明内容

为了克服现有技术的不足之处，本发明的目的在于提出一种基于相继动作的高压线路瞬时性接地故障单端测距方法，仅利用单端电气量测量，就能给出精确的瞬时性单相接地故障单端测距值，原理上无任何近似，测距精度非常高，不需要通信，就能达到双端测距原理的同等精度；同时该方法也能精确地求解出瞬时性过渡电阻值、线路对端系统电动势和阻抗等参数，有助于对故障点故障性质的判断

为了达到上述目的，本发明的技术方案为：

基于相继动作的高压线路瞬时性接地故障单端测距方法，包括以下步骤：

步骤一：测量被保护线路发生单相接地故障后且在断路器单相跳闸前时间尺度下的三相电压、电流，利用相序变换计算得到此时间尺度下的正序电压相量U_f1、负序电压相量U_f2、零序电压相量U_f0、正序电流相量I_f1、负序电流相量I_f2、零序电流相量I_f0，同时测量断路器单相跳闸后且在重合闸之前时间尺度下的三相电压、电流，并利用相序变换计算得到此时间尺度下的正序电压相量U_t1、负序电压相量U_t2、零序电压相量U_t0、正序电流相量I_t1、负序电流相量I_t2、零序电流相量I_t0作为输入量；

步骤二：设定故障距离初始值为l＝0km，过渡电阻初始值为R＝1欧姆，根据如下公式计算故障线路在发生单相接地故障后且在单相跳闸前时间尺度下线路对端继电保护安装处的正序电压相量U_of1、负序电压相量U_of2、零序电压相量U_of0、正序电流相量I_of1、负序电流相量I_of2、零序电流相量I_of0：