申请/专利权人：云南电网有限责任公司

申请日：2018-11-09

公开（公告）日：2021-01-05

公开（公告）号：CN109459650B

主分类号：G01R31/52(20200101)

分类号：G01R31/52(20200101);G01R31/58(20200101);G01R31/08(20060101);G01R27/02(20060101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2021.01.05#授权;2019.04.05#实质审查的生效;2019.03.12#公开

摘要：本发明涉及一种基于多测距方法融合的接地故障过渡电阻计算方法，属电力系统继电保护技术领域。当输电线路发生接地故障时，变电站端依靠故障录波计算出测量阻抗Zm，并根据测量阻抗Zm结合线路基本参数得出故障距离L1，同时行波测距装置可根据双端初始行波波头到达时刻计算得到不受接地过渡电阻影响的故障距离L2，两个故障距离误差即为由过渡电阻引起的误差，最后通过换算得出过渡电阻阻值。本发明将两种不同测距原理相结合，避免了工频距离保护在经过渡电阻接地时因过渡电阻引起的测距不准问题，同时提高了行波测距因扰动频繁启动的问题。

主权项：1.一种基于多测距方法融合的接地故障过渡电阻计算方法，其特征在于：当输电线路发生接地故障时，变电站端依靠故障录波计算出测量阻抗Zm，并根据测量阻抗Zm结合线路基本参数得出故障距离L1，同时行波测距装置可根据双端初始行波波头到达时刻计算得到不受接地过渡电阻影响的故障距离L2，两个故障距离误差即为由过渡电阻引起的误差，最后通过换算得出过渡电阻阻值；具体步骤为：1当输电线路发生接地故障时，输电线路两端保护动作并启动录波，同时两端行波测距装置启动，采集到故障初始行波；2提取输电线路首端保护安装处故障录波，得到测量电压Um、测量电流Im，根据Um、Im计算测量阻抗Zm，根据测量阻抗Zm，结合输电线路单位长度基本参数计算得到故障距离L1；3根据输电线路两端行波测距装置的高频暂态录波确定两端故障初始行波波头到达时刻t1和t2，通过双端行波测距算法计算故障点距首端距离L2，其计算公式为： 式中，V为光速，取2.98*108ms，l为线路全长；4通过L1与L2的差值得到测距误差ΔL，ΔL为由于过渡电阻引起的测距误差；5根据ΔL由公式ΔZ＝r0+jx0*ΔL计算工频测量阻抗偏差ΔZ，ΔZ即为故障点过渡电阻。

全文数据：一种基于多测距方法融合的接地故障过渡电阻计算方法技术领域本发明涉及一种基于多测距方法融合的接地故障过渡电阻计算方法，属电力系统继电保护技术领域。背景技术目前输电线路所处地理位置复杂，发生接地故障时不一定都为金属性接地故障，当线路发生经过渡电阻接地故障时由于过渡电阻阻值未知，传统的距离保护在计算测量阻抗时会将过渡电阻包含在测量阻抗之内，将丧失其测距精度。而对于行波测距装置来说，较高的装置灵敏度导致其启动过于频繁，难以将有效的故障信息从众多干扰信息中筛选出来，正确的故障录波文件甄选成为行波装置应用的主要难题。但是当工频距离保护与行波测距算法进行融合时可解决上述两大难题，工频距离保护作为工频量保护，可以有效区别输电线路故障与扰动，行波测距可以精确反应故障位置，由于接地故障过渡电阻的存在，工频距离保护测距方法与行波测距结果会存在偏差，通过计算结果偏差可以根据线路基本参数推导出过渡电阻，若两种方法计算所得的测距结果相同，则证明发生的是金属性接地故障。目前输电线路发生接地故障难以估计过渡电阻，若故障后可以计算出过渡电阻大小，则可根据计算出的过渡电阻估计故障起因，可以很好配合后续巡线人员对输电线路进行巡检，减少巡线的盲目性。根据两种原理不同的测距算法，以工频距离保护作为故障发生的确认条件，行波测距作为故障精确定位方法，减少受到扰动信息的干扰，减少数据筛选工作，提高工作效率。发明内容本发明要解决的技术问题是提供一种基于多测距方法融合的接地故障过渡电阻计算方法，当输电线路发生故障时工频距离保护与行波高频暂态录波都会启动，工频保护可以有效确认故障是否真实发生，行波高频暂态录波可以根据两端初始故障波头判断故障精确位置，两者结合可根据测距误差计算过渡电阻，克服了目前故障发生后无法估计过渡电阻的问题。本发明的技术方案是：一种基于多测距方法融合的接地故障过渡电阻计算方法，当输电线路发生接地故障时，变电站端依靠故障录波计算出测量阻抗Zm，并根据测量阻抗Zm结合线路基本参数得出故障距离L1，同时行波测距装置可根据双端初始行波波头到达时刻计算得到不受接地过渡电阻影响的故障距离L2，两个故障距离误差即为由过渡电阻引起的误差，最后通过换算得出过渡电阻阻值。具体步骤为：1当输电线路发生接地故障时，线路两端保护动作并启动录波，同时两端行波测距装置启动，采集到故障初始行波；2提取线路首端保护安装处故障录波，得到测量电压Um、测量电流Im，根据Um、Im计算测量阻抗Zm，根据测量阻抗Zm，结合线路单位长度基本参数计算得到故障距离L1；3根据输电线路两端行波测距装置的高频暂态录波确定两端故障初始行波波头到达时刻t1和t2，通过双端行波测距算法计算故障点距首端距离L2，其计算公式为：式中，V为光速，取2.98*108ms，l为线路全长；4通过L1与L2的差值相减得到测距误差ΔL，ΔL为由于过渡电阻引起的测距误差；5根据ΔL由公式ΔZ＝r0+jx0*ΔL计算工频测量阻抗偏差ΔZ，ΔZ即为故障点过渡电阻。本发明的有益效果是：1、本发明将两种不同测距原理相结合，避免了工频距离保护在经过渡电阻接地时因过渡电阻引起的测距不准问题，同时提高了行波测距因扰动频繁启动的问题；2、本发明可对接地过渡电阻进行估计，并对故障原因进行初步判断，方便巡线工作人员对输电线路进行维护。附图说明图1是本发明输电线路拓扑结构图；图2是本发明输电线路拓扑结构图M侧行波测距装置采集到的故障初始电流行波图；图3是本发明输电线路拓扑结构图N侧行波测距装置采集到的故障初始电流行波图；图4是本发明输电线路拓扑结构图M侧距离保护采集到的工频稳态电流图；图5是本发明输电线路拓扑结构图M侧距离保护采集到的工频稳态电压图；图6是本发明步骤流程图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步说明。实施例1：如图1-5所示，一种基于多测距方法融合的接地故障过渡电阻计算方法，当输电线路发生接地故障时，变电站端依靠故障录波计算出测量阻抗Zm，并根据测量阻抗Zm结合线路基本参数得出故障距离L1，同时行波测距装置可根据双端初始行波波头到达时刻计算得到不受接地过渡电阻影响的故障距离L2，两个故障距离误差即为由过渡电阻引起的误差，最后通过换算得出过渡电阻阻值。具体步骤为：1当输电线路发生接地故障时，线路两端保护动作并启动录波，同时两端行波测距装置启动，采集到故障初始行波；2提取线路首端保护安装处故障录波，得到测量电压Um、测量电流Im，根据Um、Im计算测量阻抗Zm，根据测量阻抗Zm，结合线路单位长度基本参数计算得到故障距离L1；3根据输电线路两端行波测距装置的高频暂态录波确定两端故障初始行波波头到达时刻t1和t2，通过双端行波测距算法计算故障点距首端距离L2，其计算公式为：式中，V为光速，取2.98*108ms，l为线路全长；4通过L1与L2的差值相减得到测距误差ΔL，ΔL为由于过渡电阻引起的测距误差；5根据ΔL由公式ΔZ＝r0+jx0*ΔL计算工频测量阻抗偏差ΔZ，ΔZ即为故障点过渡电阻。实施例2：当输电线路发生接地故障时，工频阻抗保护启动，故障录波装置会记录下来工频稳态电压和工频稳态电流，通过Zm＝UmIm计算测量阻抗；同时高频暂态录波装置可以记录故障初始电流行波，通过双端采集到的初始故障电流行波可以计算故障距两侧的距离，结合距离保护得到的故障距离可以计算出距离保护的测距误差，进而通过线路基本参数计算接地点过度电阻。假设如图1所示的输电线路上发生单相接地故障，线路全长150km，故障点距M端60km，距离N端90km，过度电阻为20Ω，M、N两端保护安装处采集到的高频暂态录波可以得到初始故障行波到达M、N两端的时刻分别为t1＝0.162192s，t2＝0.162292s，通过公式可以计算故障点距离M侧为[0.162192-0.162292*2.98+150]2＝60.1km。通过工频稳态电压和电流可以计算出测量阻抗为54.56Ω，距离保护得到的故障距离为94.7km，测距误差为34.6km，输电线路单位长度电阻为5.761*10-4Ωm，34.6*5.761*10-4可得过度电阻为19.93Ω。以上结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

权利要求：1.一种基于多测距方法融合的接地故障过渡电阻计算方法，其特征在于：当输电线路发生接地故障时，变电站端依靠故障录波计算出测量阻抗Zm，并根据测量阻抗Zm结合线路基本参数得出故障距离L1，同时行波测距装置可根据双端初始行波波头到达时刻计算得到不受接地过渡电阻影响的故障距离L2，两个故障距离误差即为由过渡电阻引起的误差，最后通过换算得出过渡电阻阻值。2.根据权利要求1所述的基于多测距方法融合的接地故障过渡电阻计算方法，其特征在于具体步骤为：1当输电线路发生接地故障时，线路两端保护动作并启动录波，同时两端行波测距装置启动，采集到故障初始行波；2提取线路首端保护安装处故障录波，得到测量电压Um、测量电流Im，根据Um、Im计算测量阻抗Zm，根据测量阻抗Zm，结合线路单位长度基本参数计算得到故障距离L1；3根据输电线路两端行波测距装置的高频暂态录波确定两端故障初始行波波头到达时刻t1和t2，通过双端行波测距算法计算故障点距首端距离L2，其计算公式为：式中，V为光速，取2.98*108ms，l为线路全长；4通过L1与L2的差值相减得到测距误差ΔL，ΔL为由于过渡电阻引起的测距误差；5根据ΔL由公式ΔZ＝r0+jx0*ΔL计算工频测量阻抗偏差ΔZ，ΔZ即为故障点过渡电阻。

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