[发明专利]基于三角形计算的高精度输电线路单端测距方法

说明书

本发明公开了一种特殊工况下基于三角形计算的高精度输电线路单端测距方法，包括通过计算获取计算阻抗其幅值、相角已知；故障相与地之间的过渡电阻产生的附加阻抗其相角可由计算获得，幅值未知；保护安装处至故障点的线路阻抗相角已知、幅值未知；在由相量构成的三角形中，根据三角形正弦定理可计算得到相量的边长，与输电线路线路全长的正序阻抗模值之比即为故障距离百分比ρ，配合输电线路的长度，得到故障点发生点的精确位置。本发明在输电线路上一端开路、一端合闸的特殊工况下，当发生单相经过渡电阻接地的故障时，能够精确地给出测距值，不仅适用于普通双端均匀参数的输电线路，亦可推广至架空线、地缆混合参数的输电线路或T接线线路，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及输电线路故障测距技术领域，具体涉及一种特殊工况下基于三角形计算的高精度输电线路单端测距方法。

背景技术

输电线路的故障测距是一个横亘在继电保护工程师面前的经典问题，精确的故障测距对于缩减巡线时间，快速恢复供电具有极其重要的意义。目前，国内110kV及其以上的输电线路多安装有含距离保护功能的保护装置，依托于距离保护阻抗计算功能的单端故障测距功能可以在保护动作后迅速地给出测距结果，给现场工作人员以较直观的故障位置提示，因此广受现场的欢迎。但是，上述的基于单端阻抗计算的测距方法也具有较强的局限性，对于线路上发生的多相故障，因相间阻抗一般是弧光电阻，其值较小，一般来说精度还算理想；但是对于线路上发生单相经过渡电阻接地的故障，因过渡电阻阻值不确定，并且对于双端供电线路，由于对侧电源的助增作用，往往导致计算阻抗无法正确反映保护安装处至故障点的线路阻抗值，从而无法给出有参考价值的测距结果，如何针对某些特殊的工况下，如线路上发生单相经过渡电阻接地的故障，采用单端阻抗法得到精确的故障测距值，是当前急需解决的问题。

发明内容

本发明所解决的技术问题是目前输电线路上发生单相经过渡电阻接地的故障，采用单端阻抗法，无法给出有参考价值的测距结果的问题。本发明的基于三角形计算的高精度输电线路单端测距方法，当特殊工况下，输电线路上发生单相经过渡电阻接地的故障时，能够精确地给出测距值，可将此方法推广至架空线、地缆混合参数的输电线路或者T接线，具有良好的应用前景。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种基于三角形计算的高精度输电线路单端测距方法，其特征在于：包括以下步骤，

步骤(A)，当输电线路上发生经过渡电阻单相接地短路故障时，由于过渡电阻的存在，计算阻抗其幅值、相角已知，为保护装置安装处的电压、电流，为输电线路MN的零序补偿系数，为输电线路MN线路全长对应的正序阻抗，为输电线路MN线路全长对应的零序阻抗；计算阻抗不能正确反映保护安装处至故障点的线路阻抗，通过对相地之间的过渡电阻分析可知，其产生的附加阻抗为相角已知、幅值未知的复数，保护安装处至故障点的线路阻抗为相角已知、幅值未知的复数；

步骤(B)，在输电线路上发生单相接地故障时，步骤(A)可知在一个由计算阻抗附加阻抗线路阻抗构成的三角形中，三个内角α1、α2、α3已知，一条边为计算阻抗对应的模值，需计算求取另外一条边长，即线路阻抗对应的模值；

步骤(C)，根据公式(1)，计算得到故障距离百分比ρ，

其中，为保护安装处至故障点正序阻抗相量，为输电线路MN线路全长对应的正序阻抗相量；abs()为复数求模值的函数；

步骤(D)，根据故障距离百分比ρ，配合输电线路的长度LINE_LENGTH，得到故障点发生的位置FAULT_LOCATION。