基于接地电阻实测的双回线路非同名相跨线高阻接地故障定位方法

摘要

本发明公开了一种基于接地电阻实测的双回线路非同名相跨线高阻接地故障定位方法。本发明方法首先测量同杆并架双回线路I回线路保护安装处的故障相电压、故障相电流和零序电流，采用集中参数建模，计算同杆并架双回线路II回线路的零序电流，计算同杆并架双回线路I回线路的零序补偿电流，计算同杆并架双回线路I回线路非同名相跨线接地电阻，然后采用一维搜索方法依次计算同杆并架双回线路I回线路上每一点的对地电阻，利用双回线路非同名相跨线接地故障点处的电阻差函数值达到最小这一特性实现双回线路非同名相跨线高阻接地故障的精确定位，定位精度不受线间零序互感、负荷电流、电力系统运行方式等因素的影响，具有很高的定位精度。

主权项

基于接地电阻实测的双回线路非同名相跨线高阻接地故障定位方法，其特征在于，包括如下依序步骤：(1)保护装置保护装置测量同杆并架双回线路I回线路保护安装处的故障相电压故障相电流和零序电流其中，φ为故障相，φ＝I回线路A相、I回线路B相、I回线路C相。(2)保护装置计算同杆并架双回线路II回线路的零序电流${\stackrel{·}{I}}_{\mathrm{II}0}={\stackrel{·}{I}}_{I0}(-\cos (r_1+r_2-\beta )-j\sin (r_1+r_2-\beta ))$其中，$r_1={\sin }^{-1}\left(\frac{a_3{b}_1}{{\left(a_3{b}_1\right)}^2+{\left(a_1{b}_3\right)}^2}\right);r_2={\sin }^{-1}\left(\frac{a_1{b}_2-a_2{b}_1}{{\left(a_3{b}_1\right)}^2+{\left(a_1{b}_3\right)}^2}\right);a_1=\mathrm{Re}\left(\frac{{\stackrel{·}{U}}_{\mathrm{I\phi }}}{Z_{I1}}\right);b_1=\mathrm{Im}\left(\frac{{\stackrel{·}{U}}_{\mathrm{I\phi }}}{Z_{I1}}\right);$$a_2=\mathrm{Re}({\stackrel{·}{I}}_{\mathrm{I\phi }}+\frac{Z_{I0}-Z_{I1}}{Z_{I1}});b_2=\mathrm{Im}({\stackrel{·}{I}}_{\mathrm{I\phi }}+\frac{Z_{I0}-Z_{I1}}{Z_{I1}}{\stackrel{·}{I}}_{I0});a_3=b_3=\left|\frac{Z_m}{{3Z}_{I1}}{\stackrel{·}{I}}_{I0}\right|;\beta =\mathrm{Arg}\left(\frac{Z_m}{{3Z}_{I1}}{\stackrel{·}{I}}_{I0}\right);$Z_m为同杆并架双回线路I回线路与同杆并架双回线路II回线路之间的零序互感；Z_I0为同杆并架双回线路I回线路的零序阻抗；Z_I1为同杆并架双回线路I回线路的正序阻抗；φ＝I回线路A相、I回线路B相、I回线路C相；为的实部；为的虚部；为的实部；为的虚部；为的幅值；为的相角；为的反正弦函数值；为的反正弦函数值；j为复数算子。(3)保护装置计算同杆并架双回线路I回线路的零序补偿电流$\Delta \stackrel{·}{I}={\stackrel{·}{I}}_{\mathrm{I\phi }}+\frac{Z_{I0}-Z_{I1}}{Z_{I1}}{\stackrel{·}{I}}_{I0}+\frac{Z_m}{{3Z}_{I1}}{\stackrel{·}{I}}_{\mathrm{II}0}$其中，Z_m为同杆并架双回线路I回线路与同杆并架双回线路II回线路之间的零序互感；Z_I0为同杆并架双回线路I回线路的零序阻抗；Z_I1为同杆并架双回线路I回线路的正序阻抗；φ＝I回线路A相、I回线路B相、I回线路C相；(4)保护装置计算同杆并架双回线路I回线路非同名相跨线接地电阻R：$R=\frac{\mathrm{Re}\left({\stackrel{·}{U}}_{\mathrm{I\phi }}\right)\mathrm{Im}\left(\frac{Z_{I1}}{l}\Delta \stackrel{·}{I}\right)-\mathrm{Im}\left({\stackrel{·}{U}}_{\mathrm{I\phi }}\right)\mathrm{Re}\left(\frac{Z_{I1}}{l}\Delta \stackrel{·}{I}\right)}{\mathrm{Re}({\stackrel{·}{I}}_{I0}+{\stackrel{·}{I}}_{\mathrm{II}0})\mathrm{Im}\left(\frac{Z_{I1}}{l}\Delta \stackrel{·}{I}\right)-\mathrm{Im}({\stackrel{·}{I}}_{I0}+{\stackrel{·}{I}}_{\mathrm{II}0})\mathrm{Re}\left(\frac{Z_{I1}}{l}\Delta \stackrel{·}{I}\right)}$其中，l为同杆并架双回线路I回线路长度；Z_I1为同杆并架双回线路I回线路的正序阻抗；φ＝I回线路A相、I回线路B相、I回线路C相；为的实部；为的虚部；为的实部；的虚部；为的实部；为的虚部；(5)保护装置选取故障距离初始值为l_x，计算距离同杆并架双回线路I回线路保护安装处l_x点的对地电阻$R\left(l_x\right)=\frac{{\stackrel{·}{U}}_{\mathrm{I\phi }}-l_x\frac{Z_{I1}}{l}\Delta \stackrel{·}{I}}{{\stackrel{·}{I}}_{I0}+{\stackrel{·}{I}}_{\mathrm{II}0}};$(6)保护装置以固定步长Δl递增，返回步骤(5)，依次计算同杆并架双回线路I回线路上每一l_x点的对地电阻R(l_x)，直至同杆并架双回线路I回线路全长；选取同杆并架双回线路I回线路上电阻差函数|R(l_x)‑R|值最小对应的点为同杆并架双回线路非同名相跨线高阻接地故障点。