[发明专利]适用于输电线路高电阻故障的故障距离计算方法

说明书

一种适用于输电线路高电阻单相故障的故障距离计算方法，包括：列出电压电流表达式；求解该表达式，解得故障距离l；一种适用于输电线路高电阻相间故障的故障距离计算方法，包括：列出电压电流表达式；求解该表达式，解得故障距离l。本发明创造性地利用某一端的电压电流来表达故障点的电压，可以得到一个仅仅利用单端电压电流数据表达的保护故障距离的计算公式，准确地计算处故障距离。

技术领域：

本发明涉及电力系统技术领域，特别涉及一种适用于输电线路高电阻故障的故障距离计算方法。

背景技术：

输电线路是电力系统发电、输送电的基本设备，在电力系统中占有非常重要的地位。距离保护作为输电线路的主保护，如何保证正确地计算故障距离，并能够正确地动作，对于输电线路的安全稳定运行具有非常重要的作用。传统的故障距离计算方法往往假定故障是金属性故障，根据输电线路的电压电流关系计算出故障距离。但输电线路故障往往并不是金属性故障，而传统的距离保护方法没有将电阻的影响考虑进来，因而故障距离无法准确地计算，会造成距离保护的保护超越，因此，距离保护不能够准确动作，给电力系统带来非常大的危害。

故障线路电阻对故障距离的计算有很大的影响，忽略故障电阻的影响往往得不到正确的故障距离。因此，将故障线路电阻的影响考虑到算法之中，才能确保输电线路距离保护的性能，并保证输电线路的安全稳定运行。

发明内容：

鉴于此，有必要设计一种仅仅利用单端电压电流数据表达的适用于输电线路高电阻单相故障的故障距离计算方法；同时还有必要设计一种仅仅利用单端电压电流数据表达的适用于输电线路高电阻相间故障的故障距离计算方法。

一种适用于输电线路高电阻单相故障的故障距离计算方法，包括：

步骤一：列出电压电流表达式；

其中：A、B、C分别表示A相、B相和C相，1,2,0表示正序,负序和零序；l为故障距离；Z为故障线路阻抗；Z₁为故障线路单位正序阻抗；负序阻抗和零序阻抗；R_f为故障电阻；k＝(Z₀-Z₁)/3Z₁；R_e，R_k为等效电阻，H为等效电抗常数，为线路两端测量点测得的相电压相量和相电流相量；表示故障相零序电流相量，为故障相故障后与故障前的电流变化量，为故障相故障后与故障前的电压变化量。

步骤二：求解表达式(1)，解得故障距离l。

单相故障的优选方式一，步骤二具体为：

a.将表达式(1)变换成实部与虚部的形式：

其中，x为实部，y为虚部；

b.根据表达式(2)求解故障距离l，其中，

单相故障的优选方式二，步骤二具体为：

a.根据表达式(1)，求得电压和电流时域关系：