一种双回线路非同名相跨线接地故障单端测距方法

摘要

本发明公开了一种实现双回线路非同名相跨线接地故障单端测距方法，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，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回线路保护安装处故障相电压领先注入非同名相跨线接地故障点零序电流的相角，然后利用双回线路非同名相跨线接地故障后单端各电气量之间矢量关系的三角函数幅值特性实现双回线路非同名相跨线接地故障的精确测距，消除了线间零序互感、过渡电阻和负荷电流对故障测距精度的影响，具有抗过渡电阻和负荷电流影响能力，保护正方向出口发生双回线路非同名相跨线接地故障时无故障测距死区。

主权项

一种双回线路非同名相跨线接地故障单端测距方法，其特征在于，包括如下依序步骤：(1)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I回线路A相、I回线路B相或者I回线路C相；(2)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$\Delta \stackrel{·}{I}={\stackrel{·}{I}}_{\mathrm{I\phi }}+\frac{Z_{I0}-Z_{I1}}{Z_{I1}}{\stackrel{·}{I}}_{I0}+\frac{Z_m}{3Z_{I1}}{\stackrel{·}{I}}_{I0}(-\cos (r_1+r_2-\beta )-j\sin (r_1+r_2-\beta ));$其中，$r_1={\sin }^{-1}\left(\frac{a_3{b}_1}{\sqrt{{\left(a_3{b}_1\right)}^2+{\left(a_1{b}_3\right)}^2}}\right);$$r_2={\sin }^{-1}\left(\frac{a_1{b}_2-a_2{b}_1}{\sqrt{{\left(a_3{b}_1\right)}^2+{\left(a_1{b}_3\right)}^2}}\right);$$a_1=\mathrm{Re}\left(\frac{{\stackrel{·}{U}}_{\mathrm{I\phi }}}{Z_{I1}}\right),$为的实部；$b_1=\mathrm{Im}\left(\frac{{\stackrel{·}{U}}_{\mathrm{I\phi }}}{Z_{I1}}\right),$为的虚部；$a_2=\mathrm{Re}({\stackrel{·}{I}}_{\mathrm{I\phi }}+\frac{Z_{I0}-Z_{I1}}{Z_{I1}}{\stackrel{·}{I}}_{I0}),$为的实部；$b_2=\mathrm{Im}({\stackrel{·}{I}}_{\mathrm{I\phi }}+\frac{Z_{I0}-Z_{I1}}{Z_{I1}}{\stackrel{·}{I}}_{I0}),$为的虚部；$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);$j为复数算子；Z_m为同杆并架双回线路I回线路与同杆并架双回线路II回线路之间的零序互感；Z_I0为同杆并架双回线路I回线路的零序阻抗；Z_I1为同杆并架双回线路I回线路的正序阻抗；φ为I回线路A相、I回线路B相或者I回线路C相；(3)保护装置计算领先的角度ρ：$\rho =\mathrm{Arg}\left(\frac{{\stackrel{·}{U}}_{\mathrm{I\phi }}}{{\stackrel{·}{I}}_{I0}+{\stackrel{·}{I}}_{I0}(-\cos (r_1+r_2-\beta )-j\sin (r_1+r_2-\beta ))}\right);$(4)保护装置计算领先的角度α：$\alpha =\mathrm{Arg}\left(\frac{Z_{I1}({\stackrel{·}{I}}_{\mathrm{I\phi }}+\frac{Z_{I0}-Z_{I1}}{Z_{I1}}{\stackrel{·}{I}}_{I0}+\frac{Z_m}{3Z_{I1}}{\stackrel{·}{I}}_{I0}(-\cos (r_1+r_2-\beta )-j\sin (r_1+r_2-\beta )))}{{\stackrel{·}{U}}_{\mathrm{I\phi }}}\right);$(5)保护装置选取故障距离初始值为l_x，计算距离同杆并架双回线路I回线路保护安装处l_x点的故障相电压其中，l为同杆并架双回线路I回线路长度；(6)保护装置计算领先距离同杆并架双回线路I回线路保护安装处l_x点的故障相电压的相角λ(l_x)：$\lambda \left(l_x\right)=\mathrm{Arg}\left(\frac{{\stackrel{·}{I}}_{I0}+{\stackrel{·}{I}}_{I0}(-\cos (r_1+r_2-\beta )-j\sin (r_1+r_2-\beta ))}{{\stackrel{·}{U}}_{\mathrm{I\phi }}-\frac{l_x}{l}{Z}_{I1}\Delta \stackrel{·}{I}}\right);$(7)故障距离l_x以固定步长Δl递增，返回步骤(5)，依次计算同杆并架双回线路I回线路上每一l_x点的$\lambda \left(l_x\right)=\mathrm{Arg}\left(\frac{{\stackrel{·}{I}}_{I0}+{\stackrel{·}{I}}_{I0}(-\cos (r_1+r_2-\beta )-j\sin (r_1+r_2-\beta ))}{{\stackrel{·}{U}}_{\mathrm{I\phi }}-\frac{l_x}{l}{Z}_{I1}\Delta \stackrel{·}{I}}\right),$直至同杆并架双回线路I回线路全长；(8)保护装置选取同杆并架双回线路I回线路上某一l_x点满足：$\left|\frac{\sin (\lambda \left(l_x\right)+\rho )}{\sin (\lambda \left(l_x\right)+\rho +\alpha )}\right|<\left|\frac{\sin \left(\rho \right)}{\sin (\rho +\alpha )}\right|;$且其相邻下一个Δl+l_x点满足：$\left|\frac{\sin (\lambda (\mathrm{\Delta l}+l_x)+\rho )}{\sin (\lambda (\mathrm{\Delta l}+l_x)+\rho +\alpha )}\right|>\left|\frac{\sin \left(\rho \right)}{\sin (\rho +\alpha )}\right|;$则这两个点的中间位置即为同杆并架双回线路非同名相跨线接地故障点；其中，$\lambda (l_x+\mathrm{\Delta l})=\mathrm{Arg}\left(\frac{{\stackrel{·}{I}}_{I0}+{\stackrel{·}{I}}_{I0}(-\cos (r_1+r_2-\beta )-j\sin (r_1+r_2-\beta ))}{{\stackrel{·}{U}}_{\mathrm{I\phi }}-\frac{l_x+\mathrm{\Delta l}}{l}{Z}_{I1}\Delta \stackrel{·}{I}}\right).$