申请/专利权人：大唐水电科学技术研究院有限公司

申请日：2020-11-11

公开（公告）日：2024-05-17

公开（公告）号：CN112684375B

主分类号：G01R31/54

分类号：G01R31/54;G01R31/58;G01R19/00;G01R31/08

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.05.17#授权;2021.05.07#实质审查的生效;2021.04.20#公开

摘要：本发明涉及一种超高压同杆架设四回线路两相断线的故障分析方法，包括：步骤1，根据回线两相断线故障时的边界条件，在电压约束或电流约束唯一条件下，推算出回线两相断线复合故障序网图；步骤2，根据回线两相断线复合故障序网图，推算得到只包含一个未知序电压分量的方程式；步骤3，基于所述方程式，根据电压电流约束关系，计算得出其它序电压和序电流，进而计算出断线两点间电压和正常相电流。本发明填补了断线故障分析的空白，为故障定位、保护配置等研究提供坚实的基础。

主权项：1.一种超高压同杆架设四回线路两相断线的故障分析方法，其特征在于，包括：步骤1，根据回线两相断线故障时的边界条件，在电压约束或电流约束唯一条件下，推算出回线两相断线复合故障序网图，包括：针对同杆四回线，设线路的自阻抗为zs，线路的相间互阻抗相等均为zm，不同回线之间的互阻抗也相等记为zx；四回线相电压与相电流，阻抗之间有矩阵方程式1-1成立： 简记为 为同杆四回线线路电压降，为同杆四回线相电流列向量，[Z]表示四回线的阻抗矩阵，对角线上的元素表示各相的自阻抗，非对角上的元素分别表示单回线上各相间的相间互阻抗和各回线间的线间互阻抗；解耦分两步进行：先消去各回线外部的线间互感，再消去各回线内部的相间互感；将阻抗矩阵变换为对角阵，即除了对角线其他元素都为零，12个电气量解耦成各自独立的12序分量，不再存在互感；记解耦矩阵为： 其中解耦后的电压、电流矩阵为： 则双回线相模变换记为： 根据式1-2，推导出 式1-3展开，即为 其中ze0＝zs+2zm+9zx，zf0＝zg0＝zh0＝zs+2zm-3zxze1＝zf1＝zg1＝zh1＝ze2＝zf2＝zg2＝zh2＝zs-zm从M的逆矩阵中得出e序分量是反映四条线路同向流动的量，而f序分量，g序分量和h序分量是反映同杆四回线内部的环流量；f序分量，g序分量和h序分量只在同杆四回线内部环流，不流出外部，序分量f、g、h在同杆四回线的两端母线上电压为零，同杆四回线的线路以外只存在e序电压和电流；同杆四回线与外界系统的联系通过e序分量体现，e序分量并不直接与外界系统的正序网相连，做相应处理；从M的逆矩阵可知： 其中,i＝0,1,2；e1序电压等于四回线路的正序电压除以4，即平均值；四回线路均连在线路左端母线M上，四条线路的正序电压相等，在母线M，e1电压等于普通正序电压；对于电流，流过系统阻抗的e1电流等于四回线路的正序电流之和除以4，e1序电流是普通正序电流的14；由12序分量法可知，只有e1序为有源网络，其他序分量为无源网络；断线处各序电压与电流方程式如下： i＝0、1、2分别为断线处各序电压分量，为断线处向系统看进去的综合电动势，其中E为线路两侧等值电动势，δ为线路两侧电动势间相角，i＝0、1、2分别为断线处各序电流分量，zkei、zkfi、zkgi、zkhi，i＝0、1、2分别为由断线处向系统看进去的各序阻抗；针对I回线B相和C相断线故障，其边界条件为： 将式2-1代入式1-2，得各序分量的关系如下： 经过化简，可得 根据电压约束和电流约束条件，画出I回线B相和C相断线故障时的复合序网图；根据电压关系e0、e1、e2序电压为串联关系；根据电压关系Uf0＝3Ue0,Uf1＝3Ue1,Uf2＝3Ue2，f0序电压经变比1:3的变压器后与e0序并联，f1序电压经变比1:3的变压器后与e1序并联，f2序电压经变比1:3的变压器后与e2序并联；除了e1序外，其他11序分量为无源网络，根据电流关系g0、g1、g2、h0、h1、h2序电流为0，e0序和f0序先并联，e1序和f1序先并联，e2序和f2序先并联后，最后串联在一起；为保持变压器副边序电流和不变，对f0、f1、f2序阻抗进行修正；变压器副边If0经变比1:3的变压器后，原边电流变为If03，保持序阻抗上的序电压即变压器原边电压不变，f0序阻抗修正为3Zf0；f1、f2序阻抗修正方法同f0；步骤2，根据回线两相断线复合故障序网图，推算得到只包含一个未知序电压分量的方程式： 式中，为断线处向系统看进去的综合电动势，E为线路两侧等值电动势，δ为线路两侧电动势间相角；Ze0为e0序阻抗；Ze1为e1序阻抗；Ze2为e2序阻抗；Zf0为f0序阻抗；Zf1为f1序阻抗；Zf2为f2序阻抗；步骤3，通过式2-3，算出其他各序电压和各序电流，再通过式1-2，算出断线两点间电压和正常相电流。

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