高壓輸電線路故障測距研究.pdf

1、高壓和超高壓輸電線路故障測距能及時(shí)、準(zhǔn)確的找到故障點(diǎn)，不僅能快速修復(fù)線路，發(fā)現(xiàn)絕緣隱患和保證可靠供電，而且對保證整個(gè)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。針對目前高壓輸電線路故障測距中存在的問題，論文基于故障分析法在以下幾個(gè)方面展開了深入的研究和探討： 論文以理論推導(dǎo)為基本的研究方法，推導(dǎo)了單端和雙端線路故障測距的基本原理，從推導(dǎo)過程分析得出單端測距無法同時(shí)消除過渡電阻和對側(cè)系統(tǒng)阻抗的影響。而雙端測距理論上解決了單端測

2、距的原理性誤差，提高了測距精度。論文分析了雙端測距帶來的一些新的或者原來被忽略的影響測距精度的因素，以利于進(jìn)一步提高故障測距準(zhǔn)確性。 短路計(jì)算的逆運(yùn)算和故障后特征量的發(fā)掘是故障分析法測距的基礎(chǔ)。論文基于分布參數(shù)模型，推導(dǎo)了均勻傳輸線方程，并實(shí)現(xiàn)了三相線路的解耦。推出了沿線任意點(diǎn)電壓和電流的計(jì)算式。分析了短路故障后的特征量，為研究新的故障測距算法打下理論基礎(chǔ)。 當(dāng)數(shù)據(jù)不同步時(shí)，目前的基于分布參數(shù)模型的雙端和T型線路測距方法

3、都是使用搜索、迭代或擬合的方法，沒有得出故障距離的解析表達(dá)式，計(jì)算量較大，且測距精度和搜索步長有關(guān)。針對這個(gè)問題，論文將故障距離和不同步時(shí)間作為未知數(shù)，利用故障后網(wǎng)絡(luò)和故障分量網(wǎng)絡(luò)聯(lián)立方程，消去了不同步時(shí)間，推出了故障距離的解析表達(dá)式，給出了偽根的識別方法，并將該方法推廣至T型線路測距，與現(xiàn)有的同類方法相比，不僅減少了計(jì)算量，還提高了測距精度。 當(dāng)發(fā)生金屬性短路或經(jīng)小阻抗短路，尤其是在電源或變電站的線路出口附近發(fā)生短路時(shí)，很容易

4、引起TA飽和。TA飽和使二次側(cè)的輸出電流發(fā)生嚴(yán)重畸變，給基于工頻量的故障測距造成很大的誤差。目前，該問題沒有得到很好的解決。論文基于分布參數(shù)模型，利用兩側(cè)電壓和未飽和側(cè)電流，在短路序網(wǎng)分析的基礎(chǔ)上，推算出沿線的正、負(fù)、零序電壓電流的分布，利用對稱分量反變換求出沿線各點(diǎn)的電壓和流經(jīng)過渡電阻的電流分布，根據(jù)過渡電阻純電阻性質(zhì)，得出當(dāng)且僅當(dāng)故障點(diǎn)處，電壓和流經(jīng)過渡電阻的電流同相位，由此定位故障點(diǎn)。考慮到基于分布參數(shù)模型需要搜索故障點(diǎn)，計(jì)算量較

5、大，對于中短距離輸電線路，提出了基于集中參數(shù)的雙π模型的更為實(shí)用的測距算法，并證明了測距函數(shù)的單調(diào)性，從而可使用二分法快速查找故障點(diǎn)，使在滿足測距精度的前提下，計(jì)算量大大減少。由于沒有使用飽和側(cè)的電流，因此該方法完全不受TA飽和的影響。 隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，T型線路越來越多的應(yīng)用在高壓電網(wǎng)中。目前，T型線路故障測距算法都是先判斷故障支路，然后根據(jù)判斷的結(jié)果，將三端線路等效成雙端線路進(jìn)行測距。經(jīng)分析和仿真證明，在T節(jié)點(diǎn)附近故障，尤

6、其是經(jīng)高阻短路時(shí)，目前的方法會出現(xiàn)由于無法正確判斷故障支路，而在T節(jié)點(diǎn)附近出現(xiàn)一個(gè)測距死區(qū)。針對這個(gè)問題，論文提出了兩種不同原理的T型線路故障測距方法。方法一根據(jù)均勻傳輸線方程求出了沿線的電壓電流分布，從而求出T型線路沿線各點(diǎn)電壓和流經(jīng)過渡電阻的電流相位差的關(guān)系，根據(jù)過渡電阻的純電阻性質(zhì)，得出僅在故障點(diǎn)，相位差為零，從而定位故障點(diǎn)。方法二分別假設(shè)故障發(fā)生在某一支路，由假定正常的兩段支路端的電壓電流推算求得T節(jié)點(diǎn)電壓和注入假定故障支路的電