发明名称 基于相继动作的高压线路瞬时性接地故障单端测距方法
摘要 基于相继动作的高压线路瞬时性接地故障单端测距方法,分别采集所需时间断面的三相电压和三相电流作为输入量,计算对应的正、负、零序电压、电流相量;建立电气方程描述输电线路对端系统的等值电动势,并设定故障距离初始值和过渡电阻初始值带入方程,分别计算两个时间断面下的对端系统等值电动势值,并计算两个等值电动势计算值的绝对误差和,遍历每一组故障距离和过渡电阻数值组合,计算各种组合下对端系统等值电动势的绝对误差和,其中误差和最小的一组即为实际故障距离和瞬时性过渡电阻值;本发明不需要双端通信,测距不受分布电容电流、过渡电阻、负荷、系统阻抗的影响,具有很高的实用价值。
申请公布号 CN104198889A 申请公布日期 2014.12.10
申请号 CN201410462665.4 申请日期 2014.09.12
申请人 清华大学 发明人 王宾;耿建昭;董新洲
分类号 G01R31/08(2006.01)I;G06F19/00(2011.01)I 主分类号 G01R31/08(2006.01)I
代理机构 西安智大知识产权代理事务所 61215 代理人 贾玉健
主权项 基于相继动作的高压线路瞬时性接地故障单端测距方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一:测量被保护线路发生单相接地故障后且在断路器单相跳闸前时间尺度下的三相电压、电流,利用相序变换计算得到此时间尺度下的正序电压相量U<sub>f1</sub>、负序电压相量U<sub>f2</sub>、零序电压相量U<sub>f0</sub>、正序电流相量I<sub>f1</sub>、负序电流相量I<sub>f2</sub>、零序电流相量I<sub>f0</sub>,同时测量断路器单相跳闸后且在重合闸之前时间尺度下的三相电压、电流,并利用相序变换计算得到此时间尺度下的正序电压相量U<sub>t1</sub>、负序电压相量U<sub>t2</sub>、零序电压相量U<sub>t0</sub>、正序电流相量I<sub>t1</sub>、负序电流相量I<sub>t2</sub>、零序电流相量I<sub>t0</sub>作为输入量;步骤二:设定故障距离初始值为l=0km,过渡电阻初始值为R=1欧姆,根据如下公式计算故障线路在发生单相接地故障后且在单相跳闸前时间尺度下线路对端继电保护安装处的正序电压相量U<sub>of1</sub>、负序电压相量U<sub>of2</sub>、零序电压相量U<sub>of0</sub>、正序电流相量I<sub>of1</sub>、负序电流相量I<sub>of2</sub>、零序电流相量I<sub>of0</sub>:<maths num="0001" id="cmaths0001"><math><![CDATA[<mrow><mfenced open='[' close=']'><mtable><mtr><mtd><msub><mi>U</mi><mrow><mi>of</mi><mn>1</mn></mrow></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>U</mi><mrow><mi>of</mi><mn>2</mn></mrow></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>U</mi><mrow><mi>of</mi><mn>0</mn></mrow></msub></mtd></mtr></mtable></mfenced><mo>=</mo><mi>A</mi><mfenced open='[' close=']'><mtable><mtr><mtd><msub><mi>U</mi><mrow><mi>f</mi><mn>1</mn></mrow></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>U</mi><mrow><mi>f</mi><mn>2</mn></mrow></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>U</mi><mrow><mi>f</mi><mn>0</mn></mrow></msub></mtd></mtr></mtable></mfenced><mo>-</mo><mi>B</mi><mtable></mtable><mfenced open='[' close=']'><mtable><mtr><mtd><msub><mi>I</mi><mrow><mi>f</mi><mn>1</mn></mrow></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>I</mi><mrow><mi>f</mi><mn>2</mn></mrow></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>I</mi><mrow><mi>f</mi><mn>0</mn></mrow></msub></mtd></mtr></mtable></mfenced><mo>,</mo><mtable></mtable><mfenced open='[' close=']'><mtable><mtr><mtd><msub><mi>I</mi><mrow><mi>of</mi><mn>1</mn></mrow></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>I</mi><mrow><mi>of</mi><mn>2</mn></mrow></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>I</mi><mrow><mi>of</mi><mn>0</mn></mrow></msub></mtd></mtr></mtable></mfenced><mo>=</mo><mi>C</mi><mfenced open='[' close=']'><mtable><mtr><mtd><msub><mi>U</mi><mrow><mi>f</mi><mn>1</mn></mrow></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>U</mi><mrow><mi>f</mi><mn>2</mn></mrow></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>U</mi><mrow><mi>f</mi><mn>0</mn></mrow></msub></mtd></mtr></mtable></mfenced><mo>-</mo><mi>D</mi><mfenced open='[' close=']'><mtable><mtr><mtd><msub><mi>I</mi><mrow><mi>f</mi><mn>1</mn></mrow></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>I</mi><mrow><mi>f</mi><mn>2</mn></mrow></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>I</mi><mrow><mi>f</mi><mn>0</mn></mrow></msub></mtd></mtr></mtable></mfenced></mrow>]]></math><img file="FDA0000569121680000011.GIF" wi="1285" he="249" /></maths>其中A为在单相接地故障后且单相跳闸之前时间尺度下的电压传递系数矩阵,B、C、D分别为同时间尺度下的阻抗矩阵、导纳矩阵、电流传递系数矩阵,具体定义如下:<maths num="0002" id="cmaths0002"><math><![CDATA[<mrow><mi>A</mi><mo>=</mo><mfenced open='[' close=']'><mtable><mtr><mtd><msub><mi>Z</mi><mrow><mi>c</mi><mn>1</mn></mrow></msub><mi>sinh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>1</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>L</mi><mo>-</mo><mi>l</mi><mo>)</mo></mrow><mfrac><mrow><mi>cosh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>1</mn></msub><mi>l</mi></mrow><mrow><mn>3</mn><mi>R</mi></mrow></mfrac><mo>+</mo><mi>cosh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>1</mn></msub><mi>L</mi></mtd><mtd><msub><mi>Z</mi><mrow><mi>c</mi><mn>1</mn></mrow></msub><mi>sinh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>1</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>L</mi><mo>-</mo><mi>l</mi><mo>)</mo></mrow><mfrac><mrow><mi>cosh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>1</mn></msub><mi>l</mi></mrow><mrow><mn>3</mn><mi>R</mi></mrow></mfrac></mtd><mtd><msub><mi>Z</mi><mrow><mi>c</mi><mn>1</mn></mrow></msub><mi>sinh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>1</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>L</mi><mo>-</mo><mi>l</mi><mo>)</mo></mrow><mfrac><mrow><mi>cosh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>0</mn></msub><mi>l</mi></mrow><mrow><mn>3</mn><mi>R</mi></mrow></mfrac></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>Z</mi><mrow><mi>c</mi><mn>1</mn></mrow></msub><mi>sinh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>1</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>L</mi><mo>-</mo><mi>l</mi><mo>)</mo></mrow><mfrac><mrow><mi>cosh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>1</mn></msub><mi>l</mi></mrow><mrow><mn>3</mn><mi>R</mi></mrow></mfrac></mtd><mtd><msub><mi>Z</mi><mrow><mi>c</mi><mn>1</mn></mrow></msub><mi>sinh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>1</mn></msub><mi>l</mi><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>-</mo><mi>x</mi><mo>)</mo></mrow><mfrac><mrow><mi>cosh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>1</mn></msub><mi>l</mi></mrow><mrow><mn>3</mn><mi>R</mi></mrow></mfrac><mo>+</mo><mi>cosh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>1</mn></msub><mi>L</mi></mtd><mtd><msub><mi>Z</mi><mrow><mi>c</mi><mn>1</mn></mrow></msub><mi>sinh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>1</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>L</mi><mo>-</mo><mi>l</mi><mo>)</mo></mrow><mfrac><mrow><mi>cosh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>0</mn></msub><mi>l</mi></mrow><mrow><mn>3</mn><mi>R</mi></mrow></mfrac></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>Z</mi><mrow><mi>c</mi><mn>0</mn></mrow></msub><mi>sinh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>0</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>L</mi><mo>-</mo><mi>l</mi><mo>)</mo></mrow><mfrac><mrow><mi>cosh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>1</mn></msub><mi>l</mi></mrow><mrow><mn>3</mn><mi>R</mi></mrow></mfrac></mtd><mtd><msub><mi>Z</mi><mrow><mi>c</mi><mn>0</mn></mrow></msub><mi>sinh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>0</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>L</mi><mo>-</mo><mi>l</mi><mo>)</mo></mrow><mfrac><mrow><mi>cosh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>1</mn></msub><mi>l</mi></mrow><mrow><mn>3</mn><mi>R</mi></mrow></mfrac></mtd><mtd><msub><mi>Z</mi><mrow><mi>c</mi><mn>0</mn></mrow></msub><mi>sinh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>0</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>L</mi><mo>-</mo><mi>l</mi><mo>)</mo></mrow><mfrac><mrow><mi>cosh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>0</mn></msub><mi>l</mi></mrow><mrow><mn>3</mn><mi>R</mi></mrow></mfrac><mo>+</mo><mi>cosh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>0</mn></msub><mi>L</mi></mtd></mtr></mtable></mfenced></mrow>]]></math><img file="FDA0000569121680000012.GIF" wi="1918" he="371" /></maths><maths num="0003" id="cmaths0003"><math><![CDATA[<mrow><mi>B</mi><mo>=</mo><mfenced open='[' close=']'><mtable><mtr><mtd><msub><mi>Z</mi><mrow><mi>c</mi><mn>1</mn></mrow></msub><mi>sinh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>1</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>L</mi><mo>-</mo><mi>l</mi><mo>)</mo></mrow><mfrac><mrow><msub><mi>Z</mi><mrow><mi>c</mi><mn>1</mn></mrow></msub><mi>sinh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>1</mn></msub><mi>l</mi></mrow><mrow><mn>3</mn><mi>R</mi></mrow></mfrac><mo>+</mo><msub><mi>Z</mi><mrow><mi>c</mi><mn>1</mn></mrow></msub><mi>sinh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>1</mn></msub><mi>L</mi></mtd><mtd><msub><mi>Z</mi><mrow><mi>c</mi><mn>1</mn></mrow></msub><mi>sinh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>1</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>L</mi><mo>-</mo><mi>l</mi><mo>)</mo></mrow><mfrac><mrow><msub><mi>Z</mi><mrow><mi>c</mi><mn>1</mn></mrow></msub><mi>sinh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>1</mn></msub><mi>l</mi></mrow><mrow><mn>3</mn><mi>R</mi></mrow></mfrac></mtd><mtd><msub><mi>Z</mi><mrow><mi>c</mi><mn>1</mn></mrow></msub><mi>sinh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>1</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>L</mi><mo>-</mo><mi>l</mi><mo>)</mo></mrow><mfrac><mrow><msub><mi>Z</mi><mrow><mi>c</mi><mn>0</mn></mrow></msub><mi>sinh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>0</mn></msub><mi>l</mi></mrow><mrow><mn>3</mn><mi>R</mi></mrow></mfrac></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>Z</mi><mrow><mi>c</mi><mn>1</mn></mrow></msub><mi>sinh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>1</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>L</mi><mo>-</mo><mi>l</mi><mo>)</mo></mrow><mfrac><mrow><msub><mi>Z</mi><mrow><mi>c</mi><mn>1</mn></mrow></msub><mi>sinh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>1</mn></msub><mi>l</mi></mrow><mrow><mn>3</mn><mi>R</mi></mrow></mfrac></mtd><mtd><msub><mi>Z</mi><mrow><mi>c</mi><mn>1</mn></mrow></msub><mi>sinh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>1</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>L</mi><mo>-</mo><mi>l</mi><mo>)</mo></mrow><mfrac><mrow><msub><mi>Z</mi><mrow><mi>c</mi><mn>1</mn></mrow></msub><mi>sinh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>1</mn></msub><mi>l</mi></mrow><mrow><mn>3</mn><mi>R</mi></mrow></mfrac><mo>+</mo><msub><mi>Z</mi><mrow><mi>c</mi><mn>1</mn></mrow></msub><mi>sinh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>1</mn></msub><mi>L</mi></mtd><mtd><msub><mi>Z</mi><mrow><mi>c</mi><mn>1</mn></mrow></msub><mi>sinh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>1</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>L</mi><mo>-</mo><mi>l</mi><mo>)</mo></mrow><mfrac><mrow><msub><mi>Z</mi><mrow><mi>c</mi><mn>0</mn></mrow></msub><mi>sinh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>0</mn></msub><mi>l</mi></mrow><mrow><mn>3</mn><mi>R</mi></mrow></mfrac></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>Z</mi><mrow><mi>c</mi><mn>0</mn></mrow></msub><mi>sinh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>0</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>L</mi><mo>-</mo><mi>l</mi><mo>)</mo></mrow><mfrac><mrow><msub><mi>Z</mi><mrow><mi>c</mi><mn>1</mn></mrow></msub><mi>sinh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>1</mn></msub><mi>l</mi></mrow><mrow><mn>3</mn><mi>R</mi></mrow></mfrac></mtd><mtd><msub><mi>Z</mi><mrow><mi>c</mi><mn>0</mn></mrow></msub><mi>sinh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>0</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>L</mi><mo>-</mo><mi>l</mi><mo>)</mo></mrow><mfrac><mrow><msub><mi>Z</mi><mrow><mi>c</mi><mn>1</mn></mrow></msub><mi>sinh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>1</mn></msub><mi>l</mi></mrow><mrow><mn>3</mn><mi>R</mi></mrow></mfrac></mtd><mtd><msub><mi>Z</mi><mrow><mi>c</mi><mn>0</mn></mrow></msub><mi>sinh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>0</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>L</mi><mo>-</mo><mi>l</mi><mo>)</mo></mrow><mfrac><mrow><msub><mi>Z</mi><mrow><mi>c</mi><mn>0</mn></mrow></msub><mi>sinh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>0</mn></msub><mi>l</mi></mrow><mrow><mn>3</mn><mi>R</mi></mrow></mfrac><mo>+</mo><msub><mi>Z</mi><mrow><mi>c</mi><mn>0</mn></mrow></msub><mi>sinh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>0</mn></msub><mi>L</mi></mtd></mtr></mtable></mfenced></mrow>]]></math><img file="FDA0000569121680000013.GIF" wi="1920" he="373" /></maths><maths num="0004" id="cmaths0004"><math><![CDATA[<mrow><mi>C</mi><mo>=</mo><mfenced open='[' close=']'><mtable><mtr><mtd><mi>cosh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>1</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>L</mi><mo>-</mo><mi>l</mi><mo>)</mo></mrow><mfrac><mrow><mi>cosh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>1</mn></msub><mi>lx</mi></mrow><mrow><mn>3</mn><mi>R</mi></mrow></mfrac><mo>+</mo><mfrac><mrow><mi>sinh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>1</mn></msub><mi>L</mi></mrow><msub><mi>Z</mi><mrow><mi>c</mi><mn>1</mn></mrow></msub></mfrac></mtd><mtd><mi>cosh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>1</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>L</mi><mo>-</mo><mi>l</mi><mo>)</mo></mrow><mfrac><mrow><mi>cosh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>1</mn></msub><mi>l</mi></mrow><mrow><mn>3</mn><mi>R</mi></mrow></mfrac></mtd><mtd><mi>cosh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>1</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>L</mi><mo>-</mo><mi>l</mi><mo>)</mo></mrow><mfrac><mrow><mi>cosh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>0</mn></msub><mi>l</mi></mrow><mrow><mn>3</mn><mi>R</mi></mrow></mfrac></mtd></mtr><mtr><mtd><mi>cosh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>1</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>L</mi><mo>-</mo><mi>l</mi><mo>)</mo></mrow><mfrac><mrow><mi>cosh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>1</mn></msub><mi>l</mi></mrow><mrow><mn>3</mn><mi>R</mi></mrow></mfrac></mtd><mtd><mi>cosh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>1</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>L</mi><mo>-</mo><mn>1</mn><mo>)</mo></mrow><mfrac><mrow><mi>cosh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>1</mn></msub><mi>l</mi></mrow><mrow><mn>3</mn><mi>R</mi></mrow></mfrac><mo>+</mo><mfrac><mrow><mi>sinh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>1</mn></msub><mi>L</mi></mrow><msub><mi>Z</mi><mrow><mi>c</mi><mn>1</mn></mrow></msub></mfrac></mtd><mtd><mi>cosh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>1</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>L</mi><mo>-</mo><mi>l</mi><mo>)</mo></mrow><mfrac><mrow><mi>cosh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>0</mn></msub><mi>l</mi></mrow><mrow><mn>3</mn><mi>R</mi></mrow></mfrac></mtd></mtr><mtr><mtd><mi>cosh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>0</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>L</mi><mo>-</mo><mi>l</mi><mo>)</mo></mrow><mfrac><mrow><mi>cosh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>1</mn></msub><mi>l</mi></mrow><mrow><mn>3</mn><mi>R</mi></mrow></mfrac></mtd><mtd><mi>cosh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>0</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>L</mi><mo>-</mo><mi>l</mi><mo>)</mo></mrow><mfrac><mrow><mi>cosh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>1</mn></msub><mi>l</mi></mrow><mrow><mn>3</mn><mi>R</mi></mrow></mfrac></mtd><mtd><mi>cosh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>0</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>L</mi><mo>-</mo><mi>l</mi><mo>)</mo></mrow><mfrac><mrow><mi>cosh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>0</mn></msub><mi>l</mi></mrow><mrow><mn>3</mn><mi>R</mi></mrow></mfrac><mo>+</mo><mfrac><mrow><mi>sinh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>0</mn></msub><mi>L</mi></mrow><msub><mi>Z</mi><mrow><mi>c</mi><mn>0</mn></mrow></msub></mfrac></mtd></mtr></mtable></mfenced></mrow>]]></math><img file="FDA0000569121680000021.GIF" wi="1691" he="423" /></maths><maths num="0005" id="cmaths0005"><math><![CDATA[<mrow><mi>D</mi><mo>=</mo><mfenced open='[' close=']'><mtable><mtr><mtd><mi>cosh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>1</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>L</mi><mo>-</mo><mi>l</mi><mo>)</mo></mrow><mfrac><mrow><msub><mi>Z</mi><mrow><mi>c</mi><mn>1</mn></mrow></msub><mi>sinh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>1</mn></msub><mi>l</mi></mrow><mrow><mn>3</mn><mi>R</mi></mrow></mfrac><mo>+</mo><mi>cosh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>1</mn></msub><mi>L</mi></mtd><mtd><mi>cosh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>1</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>L</mi><mo>-</mo><mi>l</mi><mo>)</mo></mrow><mfrac><mrow><msub><mi>Z</mi><mrow><mi>c</mi><mn>1</mn></mrow></msub><mi>sinh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>1</mn></msub><mi>l</mi></mrow><mrow><mn>3</mn><mi>R</mi></mrow></mfrac></mtd><mtd><mi>cosh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>1</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>L</mi><mo>-</mo><mi>l</mi><mo>)</mo></mrow><mfrac><mrow><msub><mi>Z</mi><mrow><mi>c</mi><mn>0</mn></mrow></msub><mi>sinh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>0</mn></msub><mi>l</mi></mrow><mrow><mn>3</mn><mi>R</mi></mrow></mfrac></mtd></mtr><mtr><mtd><mi>cosh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>1</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>L</mi><mo>-</mo><mi>l</mi><mo>)</mo></mrow><mfrac><mrow><msub><mi>Z</mi><mrow><mi>c</mi><mn>1</mn></mrow></msub><mi>sinh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>1</mn></msub><mi>l</mi></mrow><mrow><mn>3</mn><mi>R</mi></mrow></mfrac></mtd><mtd><mi>cosh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>1</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>L</mi><mo>-</mo><mi>l</mi><mo>)</mo></mrow><mfrac><mrow><msub><mi>Z</mi><mrow><mi>c</mi><mn>1</mn></mrow></msub><mi>sinh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>1</mn></msub><mi>l</mi></mrow><mrow><mn>3</mn><mi>R</mi></mrow></mfrac><mo>+</mo><mi>cosh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>1</mn></msub><mi>L</mi></mtd><mtd><mi>cosh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>1</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>L</mi><mo>-</mo><mi>l</mi><mo>)</mo></mrow><mfrac><mrow><msub><mi>Z</mi><mrow><mi>c</mi><mn>0</mn></mrow></msub><mi>sinh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>0</mn></msub><mi>l</mi></mrow><mrow><mn>3</mn><mi>R</mi></mrow></mfrac></mtd></mtr><mtr><mtd><mi>cosh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>0</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>L</mi><mo>-</mo><mi>l</mi><mo>)</mo></mrow><mfrac><mrow><msub><mi>Z</mi><mrow><mi>c</mi><mn>1</mn></mrow></msub><mi>sinh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>1</mn></msub><mi>l</mi></mrow><mrow><mn>3</mn><mi>R</mi></mrow></mfrac></mtd><mtd><mi>cosh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>0</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>L</mi><mo>-</mo><mi>l</mi><mo>)</mo></mrow><mfrac><mrow><msub><mi>Z</mi><mrow><mi>c</mi><mn>1</mn></mrow></msub><mi>sinh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>1</mn></msub><mi>l</mi></mrow><mrow><mn>3</mn><mi>R</mi></mrow></mfrac></mtd><mtd><mi>cosh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>0</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>L</mi><mo>-</mo><mi>l</mi><mo>)</mo></mrow><mfrac><mrow><msub><mi>Z</mi><mrow><mi>c</mi><mn>0</mn></mrow></msub><mi>sinh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>0</mn></msub><mi>l</mi></mrow><mrow><mn>3</mn><mi>R</mi></mrow></mfrac><mo>+</mo><mi>cosh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>0</mn></msub><mi>L</mi></mtd></mtr></mtable></mfenced></mrow>]]></math><img file="FDA0000569121680000022.GIF" wi="1837" he="372" /></maths>其中:L为输电线路总长度;Z<sub>c1</sub>为输电线路正序波阻抗:<img file="FDA0000569121680000023.GIF" wi="703" he="87" />R<sub>1</sub>、L<sub>1</sub>、G<sub>1</sub>、C<sub>1</sub>分别为单位长度线路的正序电阻、电感、电导和电容值;Z<sub>c0</sub>为输电线路零序波阻抗:<img file="FDA0000569121680000024.GIF" wi="722" he="89" />R<sub>0</sub>、L<sub>0</sub>、G<sub>0</sub>、C<sub>0</sub>分别为单位长度线路的零序电阻、电感、电导和电容值;γ<sub>1</sub>为正序传播系数:<maths num="0006" id="cmaths0006"><math><![CDATA[<mrow><msub><mi>&gamma;</mi><mn>1</mn></msub><mo>=</mo><msqrt><mrow><mo>(</mo><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub><mo>+</mo><msub><mi>j&omega;L</mi><mn>1</mn></msub><mo>)</mo></mrow><mrow><mo>(</mo><msub><mi>G</mi><mn>1</mn></msub><mo>+</mo><msub><mi>j&omega;C</mi><mn>1</mn></msub><mo>)</mo></mrow></msqrt><mo>;</mo></mrow>]]></math><img file="FDA0000569121680000025.GIF" wi="620" he="83" /></maths>γ<sub>0</sub>为零序传播系数:<maths num="0007" id="cmaths0007"><math><![CDATA[<mrow><msub><mi>&gamma;</mi><mn>0</mn></msub><mo>=</mo><msqrt><mrow><mo>(</mo><msub><mi>R</mi><mn>0</mn></msub><mo>+</mo><msub><mi>j&omega;L</mi><mn>0</mn></msub><mo>)</mo></mrow><mrow><mo>(</mo><msub><mi>G</mi><mn>0</mn></msub><mo>+</mo><msub><mi>j&omega;C</mi><mn>0</mn></msub><mo>)</mo></mrow></msqrt><mo>;</mo></mrow>]]></math><img file="FDA0000569121680000026.GIF" wi="644" he="83" /></maths>步骤三:根据如下公式,计算在单相跳闸后且重合闸之前时间尺度下故障线路对端继电保护安装处的正序电压相量U<sub>ot1</sub>、负序电压相量U<sub>ot2</sub>、零序电压相量U<sub>ot0</sub>、正序电流相量I<sub>ot1</sub>、负序电流相量I<sub>ot2</sub>、零序电流相量I<sub>ot0</sub>:<maths num="0008" id="cmaths0008"><math><![CDATA[<mrow><mfenced open='[' close=']'><mtable><mtr><mtd><msub><mi>U</mi><mrow><mi>ot</mi><mn>1</mn></mrow></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>U</mi><mrow><mi>ot</mi><mn>2</mn></mrow></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>U</mi><mrow><mi>ot</mi><mn>0</mn></mrow></msub></mtd></mtr></mtable></mfenced><mo>=</mo><mi>E</mi><mfenced open='[' close=']'><mtable><mtr><mtd><msub><mi>U</mi><mrow><mi>t</mi><mn>1</mn></mrow></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>U</mi><mrow><mi>t</mi><mn>2</mn></mrow></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>U</mi><mrow><mi>t</mi><mn>0</mn></mrow></msub></mtd></mtr></mtable></mfenced><mo>-</mo><mi>F</mi><mtable></mtable><mfenced open='[' close=']'><mtable><mtr><mtd><msub><mi>I</mi><mrow><mi>t</mi><mn>1</mn></mrow></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>I</mi><mrow><mi>t</mi><mn>2</mn></mrow></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>I</mi><mrow><mi>t</mi><mn>0</mn></mrow></msub></mtd></mtr></mtable></mfenced><mo>,</mo><mtable></mtable><mfenced open='[' close=']'><mtable><mtr><mtd><msub><mi>I</mi><mrow><mi>ot</mi><mn>1</mn></mrow></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>I</mi><mrow><mi>ot</mi><mn>2</mn></mrow></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>I</mi><mrow><mi>ot</mi><mn>0</mn></mrow></msub></mtd></mtr></mtable></mfenced><mo>=</mo><mi>G</mi><mfenced open='[' close=']'><mtable><mtr><mtd><msub><mi>U</mi><mrow><mi>t</mi><mn>1</mn></mrow></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>U</mi><mrow><mi>t</mi><mn>2</mn></mrow></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>U</mi><mrow><mi>t</mi><mn>0</mn></mrow></msub></mtd></mtr></mtable></mfenced><mo>-</mo><mi>H</mi><mfenced open='[' close=']'><mtable><mtr><mtd><msub><mi>I</mi><mrow><mi>t</mi><mn>1</mn></mrow></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>I</mi><mrow><mi>t</mi><mn>2</mn></mrow></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>I</mi><mrow><mi>t</mi><mn>0</mn></mrow></msub></mtd></mtr></mtable></mfenced></mrow>]]></math><img file="FDA0000569121680000027.GIF" wi="1285" he="226" /></maths>其中E为在单相跳闸后且重合闸之前时间尺度下的电压传递系数矩阵,F、G、H分别为该时间尺度下的阻抗矩阵、导纳矩阵、电流传递系数矩阵,具体定义如下:<maths num="0009" id="cmaths0009"><math><![CDATA[<mfenced open='' close=''><mtable><mtr><mtd><mi>E</mi><mo>=</mo><mfenced open='[' close=']'><mtable><mtr><mtd><mi>cosh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>1</mn></msub><mi>L</mi></mtd><mtd></mtd><mtd></mtd></mtr><mtr><mtd></mtd><mtd><mi>cosh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>1</mn></msub><mi>L</mi></mtd><mtd></mtd></mtr><mtr><mtd></mtd><mtd></mtd><mtd><mi>cosh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>0</mn></msub><mi>L</mi></mtd></mtr></mtable></mfenced></mtd><mtd><mi>F</mi><mo>=</mo><mfenced open='[' close=']'><mtable><mtr><mtd><msub><mi>Z</mi><mrow><mi>c</mi><mn>1</mn></mrow></msub><mi>sinh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>1</mn></msub><mi>L</mi></mtd><mtd></mtd><mtd></mtd></mtr><mtr><mtd></mtd><mtd><msub><mi>Z</mi><mrow><mi>c</mi><mn>1</mn></mrow></msub><mi>sinh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>1</mn></msub><mi>L</mi></mtd><mtd></mtd></mtr><mtr><mtd></mtd><mtd></mtd><mtd><msub><mi>Z</mi><mrow><mi>c</mi><mn>0</mn></mrow></msub><mi>sinh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>0</mn></msub><mi>L</mi></mtd></mtr></mtable></mfenced></mtd></mtr></mtable></mfenced>]]></math><img file="FDA0000569121680000028.GIF" wi="1473" he="222" /></maths><maths num="0010" id="cmaths0010"><math><![CDATA[<mfenced open='' close=''><mtable><mtr><mtd><mi>G</mi><mo>=</mo><mfenced open='[' close=']'><mtable><mtr><mtd><mi>sinh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>1</mn></msub><mi>L</mi><mo>/</mo><msub><mi>Z</mi><mrow><mi>c</mi><mn>1</mn></mrow></msub></mtd><mtd></mtd><mtd></mtd></mtr><mtr><mtd></mtd><mtd><mi>sinh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>1</mn></msub><mi>L</mi><mo>/</mo><msub><mi>Z</mi><mrow><mi>c</mi><mn>1</mn></mrow></msub></mtd><mtd></mtd></mtr><mtr><mtd></mtd><mtd></mtd><mtd><mi>sinh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>0</mn></msub><mi>L</mi><mo>/</mo><msub><mi>Z</mi><mrow><mi>c</mi><mn>0</mn></mrow></msub></mtd></mtr></mtable></mfenced></mtd><mtd><mi>H</mi><mo>=</mo><mfenced open='[' close=']'><mtable><mtr><mtd><mi>cosh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>1</mn></msub><mi>L</mi></mtd><mtd></mtd><mtd></mtd></mtr><mtr><mtd></mtd><mtd><mi>cosh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>1</mn></msub><mi>L</mi></mtd><mtd></mtd></mtr><mtr><mtd></mtd><mtd></mtd><mtd><mi>cosh</mi><msub><mi>&gamma;</mi><mn>0</mn></msub><mi>L</mi></mtd></mtr></mtable></mfenced></mtd></mtr></mtable></mfenced>]]></math><img file="FDA0000569121680000031.GIF" wi="1552" he="224" /></maths>步骤四:分别计算故障线路对端系统正序等值阻抗Z<sub>o1</sub>,零序等值阻抗Z<sub>o0</sub>,公式如下:Z<sub>o1</sub>=‑U<sub>of2</sub>/I<sub>of2</sub>,Z<sub>o0</sub>=‑U<sub>of0</sub>/I<sub>of0</sub>;步骤五:计算在单相接地故障后且断路器单相跳闸前时间尺度下的故障线路对端系统等值电动势E<sub>of</sub>,公式如下:E<sub>of</sub>=U<sub>of1</sub>+Z<sub>o1</sub>I<sub>of1</sub>;步骤六:计算单相跳闸后线路对端系统等值电动势的第一计算值E<sub>ot1</sub>,第二计算值E<sub>ot2</sub>,公式如下:E<sub>ot1</sub>=U<sub>ot1</sub>+U<sub>ot2</sub>‑2U<sub>ot0</sub>‑(Z<sub>o1</sub>+2Z<sub>o0</sub>)I<sub>ot0</sub>;<maths num="0011" id="cmaths0011"><math><![CDATA[<mrow><msub><mi>E</mi><mrow><mi>ot</mi><mn>2</mn></mrow></msub><mo>=</mo><msub><mi>U</mi><mrow><mi>ot</mi><mn>1</mn></mrow></msub><mo>-</mo><mfrac><mn>1</mn><mn>2</mn></mfrac><msub><mi>U</mi><mrow><mi>ot</mi><mn>2</mn></mrow></msub><mo>-</mo><mfrac><mn>1</mn><mn>2</mn></mfrac><msub><mi>U</mi><mrow><mi>ot</mi><mn>0</mn></mrow></msub><mo>+</mo><mfrac><mrow><mrow><mo>(</mo><msub><mrow><mn>2</mn><mi>Z</mi></mrow><mrow><mi>o</mi><mn>1</mn></mrow></msub><mo>+</mo><msub><mi>Z</mi><mrow><mi>o</mi><mn>0</mn></mrow></msub><mo>)</mo></mrow><msub><mi>I</mi><mrow><mi>ot</mi><mn>1</mn></mrow></msub><mo>+</mo><mrow><mo>(</mo><msub><mi>Z</mi><mrow><mi>o</mi><mn>0</mn></mrow></msub><mo>-</mo><msub><mi>Z</mi><mrow><mi>o</mi><mn>1</mn></mrow></msub><mo>)</mo></mrow><msub><mi>I</mi><mrow><mi>ot</mi><mn>2</mn></mrow></msub></mrow><mn>2</mn></mfrac><mo>;</mo></mrow>]]></math><img file="FDA0000569121680000032.GIF" wi="1457" he="143" /></maths>步骤七:计算E<sub>of</sub>、E<sub>ot1</sub>和E<sub>ot2</sub>的绝对误差和E<sub>rror</sub>,公式如下:E<sub>rror</sub>=|E<sub>of</sub>‑E<sub>ot1</sub>|+|E<sub>of</sub>‑E<sub>ot2</sub>|+|E<sub>ot1</sub>‑E<sub>ot2</sub>|;步骤八:故障距离初始值l以步长Δl逐次增加直至线路全长L,Δl默认值为1km或人为设定,过渡电阻初始值R以ΔR欧姆为步长逐步增加直至1000Ω,ΔR默认值为1或人为设定,对每一组不同的l和R组合分别重复步骤二至步骤七进行遍历计算,其中绝对误差和最小值对应的l即为故障距离。
地址 100084 北京市海淀区100084信箱82分箱清华大学专利办公室