專利名稱：一種輸電線路故障距離測(cè)量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一項(xiàng)電力電網(wǎng)對(duì)故障點(diǎn)距離的測(cè)量方法，屬測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
高壓輸電線路是電力系統(tǒng)中重要的組成部分，它的安全穩(wěn)定運(yùn)行關(guān)系到整個(gè)電網(wǎng)的安危。高壓輸電線路由于人為的和自然的原因非常容易發(fā)生故障，并且極難查找。因此在故障后迅速準(zhǔn)確地把故障點(diǎn)找到，不僅可以及時(shí)修復(fù)線路和保證可靠供電，而且對(duì)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行都有十分重要的意義。
系統(tǒng)對(duì)故障測(cè)距要求既要有可靠性又要有準(zhǔn)確性，希望測(cè)距誤差越小越好，但在實(shí)際上，由于技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上各種因素的限制和影響，誤差通常規(guī)定不大于一定的指標(biāo)，例如對(duì)于高壓架空線來(lái)說(shuō)，測(cè)距絕對(duì)誤差應(yīng)在1KM以內(nèi)。
目前已有的輸電線路故障測(cè)距有以下幾種方法。
1阻抗法阻抗法與阻抗繼電器的基本原理相同，是根據(jù)測(cè)量到的電壓、電流數(shù)值而計(jì)算出故障回路的阻抗，由于線路長(zhǎng)度與阻抗成正比，因此可求出故障距離。
2故障分析法故障分析法是利用故障記錄下來(lái)的電壓、電流，再加上其他已知條件，通過(guò)分析計(jì)算，求出故障距離。
3行波法行波法是利用故障點(diǎn)產(chǎn)生的行波，根據(jù)測(cè)量點(diǎn)到故障點(diǎn)往返一次的時(shí)間和行波的速度確定故障點(diǎn)。
以上幾種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，不能很好的滿足測(cè)試實(shí)踐的需要，因此有必要提出一種新的、更加方便的計(jì)算方法供人們選擇使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服上述已有技術(shù)的缺陷而提供一種輸電線路故障距離測(cè)量方法，它可以利用單端信息對(duì)高壓輸電線路進(jìn)行故障測(cè)距，具有不受電網(wǎng)頻率波動(dòng)影響的優(yōu)點(diǎn)，并同時(shí)消除過(guò)渡電阻的影響。
解決上述問(wèn)題的技術(shù)方案是
一種輸電線路故障距離測(cè)量方法，它采用以下步驟進(jìn)行a.設(shè)典型線路如圖1所示，K點(diǎn)為發(fā)生A相接地的故障點(diǎn)，選擇M側(cè)(線路一端)為測(cè)量對(duì)象，測(cè)量Uma------A相測(cè)量電壓Ima-----A相測(cè)量電流Ifa------A相故障前測(cè)得的負(fù)荷電流Ima0-----A相零序電流故障分量設(shè)L1、L0、R1、R0分別代表單位長(zhǎng)度(公里)正序、零序電感、電阻計(jì)算kL＝(L0-L1)/L1kR＝(R0-R1)/R1設(shè)Lk為故障距離，則將上述數(shù)值代入下列公式∫0t2Umadt-L1*lk∫t0t2[d(Ima+kL*Ima0)/dt]dt-R1*lk∫t0t2(Ima+kr*Ima0)dt∫1t3Umadt-L1*lk∫t1t3[d(Ima+kL*Ima0)/dt]dt-R1*lk∫t1t3(Ima+kr*Ima0)dt=∫t0t2Ima0dt∫t1t3Ima0dt]]>求解上述方程式，即可得故障距離Lk。
當(dāng)K點(diǎn)發(fā)生兩相接地故障時(shí)，代入下式計(jì)算∫t0t2Uabdt-L1*lk∫t0t2[d(Iab)/dt]dt∫t1t3Uabdt-L1*lk∫t1t3[d(Iab)/dt]dt=∫t0t2Iabdt∫t1t3Iabdt]]>求解上述方程式，即可得故障距離Lk。式中Uab代表AB相間電壓，Iab代表AB相間電流。
當(dāng)K點(diǎn)發(fā)生三相接地故障時(shí)，代入下式計(jì)算
∫t0t2Umadt-L1*lk∫t0t2[d(Ima)/dt]dt∫t1t3Umadt-L1*lk∫t1t3[d(Ima)/dt]dt=∫t0t2Imadt∫t1t3Imadt]]>求解上述方程式，即可得故障距離Lk。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于本測(cè)量方法是基于微分方程描述的線路數(shù)學(xué)模型，利用單端信息對(duì)高壓手動(dòng)線路進(jìn)行故障測(cè)距，保留了微分方程簡(jiǎn)單可靠，現(xiàn)實(shí)可行，不必慮除衰減直流分量，不受電網(wǎng)頻率波動(dòng)的影響的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)消除了過(guò)渡電阻的影響，克服了傳統(tǒng)微分方程方法中，經(jīng)高阻接地測(cè)距誤差大的影響。


圖1是當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生K點(diǎn)接地故障時(shí)的示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖1顯示在線路的K點(diǎn)發(fā)生了故障，采用本發(fā)明測(cè)量故障點(diǎn)距離的步驟為首先，在故障點(diǎn)K一側(cè)選擇測(cè)量基點(diǎn)M，在M點(diǎn)測(cè)量如下數(shù)據(jù)A相測(cè)量電壓(Uma)、A相測(cè)量電流(Ima)、A相負(fù)荷電流(Ifa)、A相零序電流故障分量(Ima0)、單位正序、零序電感、電阻(L1、L0、R1、R0)，利用上述數(shù)據(jù)計(jì)算出kL＝(L0-L1)/L1、kR＝(R0-R1)/R1。
當(dāng)K點(diǎn)的故障為單相接地時(shí)，將上述數(shù)據(jù)代入以下公式進(jìn)行計(jì)算∫0t2Umadt-L1*lk∫t0t2[d(Ima+kL*Ima0)/dt]dt-R1*lk∫t0t2(Ima+kr*Ima0)dt∫1t3Umadt-L1*lk∫t1t3[d(Ima+kL*Ima0)/dt]dt-R1*lk∫t1t3(Ima+kr*Ima0)dt=∫t0t2Ima0dt∫t1t3Ima0dt]]>公式中，LK為故障距離，且只有LK是未知數(shù)，故通過(guò)公式可求出LK值。
公式中，積分區(qū)間t0---t2，t1---t3的確定如下本實(shí)施例每周波使用60個(gè)采樣點(diǎn)，t0---t2使用15個(gè)采樣點(diǎn)，t1----t3使用15個(gè)采樣點(diǎn)，兩個(gè)采樣區(qū)間可以有部分重疊。
當(dāng)K點(diǎn)的故障為兩相接地時(shí)，可以利用以下公式進(jìn)行計(jì)算
∫t0t2Uabdt-L1*lk∫t0t2[d(Iab)/dt]dt∫t1t3Uabdt-L1*lk∫t1t3[d(Iab)/dt]dt=∫t0t2Iabdt∫t1t3Iabdt]]>當(dāng)K點(diǎn)的故障為三相接地時(shí)，可以利用以下公式進(jìn)行計(jì)算∫t0t2Umadt-L1*lk∫t0t2[d(Ima)/dt]dt∫t1t3Umadt-L1*lk∫t1t3[d(Ima)/dt]dt=∫t0t2Imadt∫t1t3Imadt]]>以下是使用LBD-WLB3000故障錄波器采用本發(fā)明進(jìn)行故障測(cè)距算法的實(shí)例，測(cè)試結(jié)果經(jīng)<國(guó)家繼電器質(zhì)量檢驗(yàn)中心>的檢測(cè)，符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，可滿足電力系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)的要求。
試驗(yàn)中模擬一條400公里，500KV的線路，在線路的起點(diǎn)、中間、末端進(jìn)行了多次各種故障類型的模擬試驗(yàn)，結(jié)果如下


.測(cè)距結(jié)果顯示測(cè)距精度比較高，理論分析與實(shí)際比較一致，最大誤差不超過(guò)2％，比較理想。
權(quán)利要求
1.一種輸電線路故障距離測(cè)量方法，其特征在于它采用以下步驟進(jìn)行a.當(dāng)K點(diǎn)發(fā)生單相接地故障時(shí)，選擇K點(diǎn)一側(cè)的M點(diǎn)為測(cè)量基點(diǎn)，測(cè)量Uma------A相測(cè)量電壓Ima-----A相測(cè)量電流Ifa------A相負(fù)荷電流Ima0-----A相零序電流故障分量設(shè)L1、L0、R1、R0分別代表單位長(zhǎng)度(公里)正序、零序電感、電阻，計(jì)算kL＝(L0-L1)/L1kR＝(R0-R1)/R1設(shè)Lk為故障距離，將上述數(shù)值代入下列公式∫t0t2Umadt-L1*lk∫t0t2[d(Ima+kL*Ima0)/dt]dt-R1*lk∫t0t2(Ima0+kr*Ima0)dt∫t1t3Umadt-L1*lk∫t1t3[d(Ima+kL*Ima0)/dt]dt-R1*lk∫t1t3(Ima0+kr*Ima0)dt=∫t0t2Ima0dt∫t1t3Ima0dt]]>求解上述方程式，即可得故障距離Lk；b.當(dāng)K點(diǎn)為兩相接地故障，代人下式計(jì)算，即可得故障距離Lk∫t0t2Uabdt-L1*lk∫t0t2[d(Iab)/dt]dt∫t1t3Uabdt-L1*lk∫t1t3[d(Iab)/dt]dt=∫t0t2Iabdt∫t1t3Iabdt]]>式中Uab代表AB相間電壓，Iab代表AB相間電流；c.當(dāng)K點(diǎn)為三相接地故障，代入下式∫t0t2Umadt-L1*lk∫t0t2[d(Ima)/dt]dt∫t1t3Umadt-L1*lk∫t1t3[d(Ima)/dt]dt=∫t0t2Imadt∫t1t3Imadt]]>求解上述方程式，即可得故障距離Lk。
全文摘要
一種輸電線路故障距離測(cè)量方法，屬測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，用于提供一種簡(jiǎn)單可靠、不必濾除衰減直流分量、不受電網(wǎng)頻率波動(dòng)的影響、誤差小的輸電線路故障測(cè)距法，其技術(shù)方案是在故障點(diǎn)M側(cè)測(cè)量A相電壓Uma、電流Ima、負(fù)荷電流Ifa、零序電流故障分量Ima0、單位正序、零序電感、電阻，計(jì)算k
文檔編號(hào)G01R31/02GK1793995SQ20051004816
公開日2006年6月28日 申請(qǐng)日期2006年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月9日
發(fā)明者連建忠 申請(qǐng)人:保定浪拜迪電氣股份有限公司