双回线路非同名相跨线接地故障单端测距方法

摘要

本发明公开了一种双回线路非同名相跨线接地故障单端测距方法：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，计及线间零序互感的影响计算零序补偿电流，计算双回线路非同名相跨线接地故障点处的虚拟阻抗的虚部，采用一维搜索方法依次计算同杆并架双回线路I回线路上每一点的虚拟阻抗的虚部，利用双回线路非同名相跨线接地故障点处虚拟阻抗的虚部差值的绝对值达到最小这一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，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，具有很高的单端故障测距精度。

主权项

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＝I回线路A相或I回线路B相或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$\Delta \stackrel{·}{I}={\stackrel{·}{I}}_{\mathrm{I\phi }}+\frac{Z_{I0}-Z_{I1}}{Z_{I1}}{\stackrel{·}{I}}_{I0}+\frac{Z_m}{3Z_{I1}}{\stackrel{·}{I}}_{I0}(-\cos (r_2+r_2-\beta )-j\sin (r_1+r_2-\beta ))$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);$$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}}{\stackrel{·}{I}}_{I0});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|;$Z_m为同杆并架双回线路I回线路与同杆并架双回线路II回线路之间的零序互感；Z_I0为同杆并架双回线路I回线路的零序阻抗；Z_I1为同杆并架双回线路I回线路的正序阻抗；φ＝I回线路A相或I回线路B相或I回线路C相；为的实部；为的虚部；为的实部；为的虚部；j为复数算子；(3)保护装置计算双回线路非同名相跨线接地故障点处的虚拟阻抗的虚部$\mathrm{Im}\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)$(4)保护装置选取故障距离初始值为l_x，计算距离同杆并架双回线路I回线路保护安装处l_x点的虚拟阻抗的虚部$\lambda \left(l_x\right)=\mathrm{Im}\left(Z_{I1}\frac{l_x}{l}\frac{{\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{·}{I}}_{I0}+{\stackrel{·}{I}}_{I0}(-\cos (r_1+r_2-\beta )-j\sin (r_1+r_2-\beta ))}\right);$其中，l为同杆并架双回线路I回线路长度；Z_m为同杆并架双回线路I回线路与同杆并架双回线路II回线路之间的零序互感；Z_I0为同杆并架双回线路I回线路的零序阻抗；Z_I1为同杆并架双回线路I回线路的正序阻抗；(5)故障距离l_x以固定步长Δl递增，返回步骤(4)，依次计算同杆并架双回线路I回线路上每一l_x点处的虚拟阻抗的虚部λ(l_x)，直至同杆并架双回线路I回线路全长；其中，Δl固定步长；(6)保护装置选取距离同杆并架双回线路I回线路保护安装处某一l_x点处的虚拟阻抗的虚部差值的绝对值$|\lambda \left(l_x\right)-\mathrm{Im}\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)|$达到最小对应的点为双回线路非同名相跨线接地故障点。