專利名稱：一種輸電線路故障距離測量方法
技術領域：
本發明涉及一項電力電網對故障點距離的測量方法，屬測量技術領域。
背景技術：
高壓輸電線路是電力系統中重要的組成部分，它的安全穩定運行關系到整個電網的安危。高壓輸電線路由于人為的和自然的原因非常容易發生故障，并且極難查找。因此在故障后迅速準確地把故障點找到，不僅可以及時修復線路和保證可靠供電，而且對電力系統的安全穩定和經濟運行都有十分重要的意義。
系統對故障測距要求既要有可靠性又要有準確性，希望測距誤差越小越好，但在實際上，由于技術和經濟上各種因素的限制和影響，誤差通常規定不大于一定的指標，例如對于高壓架空線來說，測距絕對誤差應在1KM以內。
目前已有的輸電線路故障測距有以下幾種方法。
1阻抗法阻抗法與阻抗繼電器的基本原理相同，是根據測量到的電壓、電流數值而計算出故障回路的阻抗，由于線路長度與阻抗成正比，因此可求出故障距離。
2故障分析法故障分析法是利用故障記錄下來的電壓、電流，再加上其他已知條件，通過分析計算，求出故障距離。
3行波法行波法是利用故障點產生的行波，根據測量點到故障點往返一次的時間和行波的速度確定故障點。
以上幾種方法各有優缺點，不能很好的滿足測試實踐的需要，因此有必要提出一種新的、更加方便的計算方法供人們選擇使用。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是克服上述已有技術的缺陷而提供一種輸電線路故障距離測量方法，它可以利用單端信息對高壓輸電線路進行故障測距，具有不受電網頻率波動影響的優點，并同時消除過渡電阻的影響。
解決上述問題的技術方案是
一種輸電線路故障距離測量方法，它采用以下步驟進行a.設典型線路如圖1所示，K點為發生A相接地的故障點，選擇M側(線路一端)為測量對象，測量Uma------A相測量電壓Ima-----A相測量電流Ifa------A相故障前測得的負荷電流Ima0-----A相零序電流故障分量設L1、L0、R1、R0分別代表單位長度(公里)正序、零序電感、電阻計算kL＝(L0-L1)/L1kR＝(R0-R1)/R1設Lk為故障距離，則將上述數值代入下列公式∫0t2Umadt-L1*lk∫t0t2[d(Ima+kL*Ima0)/dt]dt-R1*lk∫t0t2(Ima+kr*Ima0)dt∫1t3Umadt-L1*lk∫t1t3[d(Ima+kL*Ima0)/dt]dt-R1*lk∫t1t3(Ima+kr*Ima0)dt=∫t0t2Ima0dt∫t1t3Ima0dt]]>求解上述方程式，即可得故障距離Lk。
當K點發生兩相接地故障時，代入下式計算∫t0t2Uabdt-L1*lk∫t0t2[d(Iab)/dt]dt∫t1t3Uabdt-L1*lk∫t1t3[d(Iab)/dt]dt=∫t0t2Iabdt∫t1t3Iabdt]]>求解上述方程式，即可得故障距離Lk。式中Uab代表AB相間電壓，Iab代表AB相間電流。
當K點發生三相接地故障時，代入下式計算
∫t0t2Umadt-L1*lk∫t0t2[d(Ima)/dt]dt∫t1t3Umadt-L1*lk∫t1t3[d(Ima)/dt]dt=∫t0t2Imadt∫t1t3Imadt]]>求解上述方程式，即可得故障距離Lk。
本發明的優點在于本測量方法是基于微分方程描述的線路數學模型，利用單端信息對高壓手動線路進行故障測距，保留了微分方程簡單可靠，現實可行，不必慮除衰減直流分量，不受電網頻率波動的影響的優點，同時消除了過渡電阻的影響，克服了傳統微分方程方法中，經高阻接地測距誤差大的影響。
圖1是當電網發生K點接地故障時的示意圖。
具體實施例方式
圖1顯示在線路的K點發生了故障，采用本發明測量故障點距離的步驟為首先，在故障點K一側選擇測量基點M，在M點測量如下數據A相測量電壓(Uma)、A相測量電流(Ima)、A相負荷電流(Ifa)、A相零序電流故障分量(Ima0)、單位正序、零序電感、電阻(L1、L0、R1、R0)，利用上述數據計算出kL＝(L0-L1)/L1、kR＝(R0-R1)/R1。
當K點的故障為單相接地時，將上述數據代入以下公式進行計算∫0t2Umadt-L1*lk∫t0t2[d(Ima+kL*Ima0)/dt]dt-R1*lk∫t0t2(Ima+kr*Ima0)dt∫1t3Umadt-L1*lk∫t1t3[d(Ima+kL*Ima0)/dt]dt-R1*lk∫t1t3(Ima+kr*Ima0)dt=∫t0t2Ima0dt∫t1t3Ima0dt]]>公式中，LK為故障距離，且只有LK是未知數，故通過公式可求出LK值。
公式中，積分區間t0---t2，t1---t3的確定如下本實施例每周波使用60個采樣點，t0---t2使用15個采樣點，t1----t3使用15個采樣點，兩個采樣區間可以有部分重疊。
當K點的故障為兩相接地時，可以利用以下公式進行計算
∫t0t2Uabdt-L1*lk∫t0t2[d(Iab)/dt]dt∫t1t3Uabdt-L1*lk∫t1t3[d(Iab)/dt]dt=∫t0t2Iabdt∫t1t3Iabdt]]>當K點的故障為三相接地時，可以利用以下公式進行計算∫t0t2Umadt-L1*lk∫t0t2[d(Ima)/dt]dt∫t1t3Umadt-L1*lk∫t1t3[d(Ima)/dt]dt=∫t0t2Imadt∫t1t3Imadt]]>以下是使用LBD-WLB3000故障錄波器采用本發明進行故障測距算法的實例，測試結果經<國家繼電器質量檢驗中心>的檢測，符合行業標準，可滿足電力系統運行維護的要求。
試驗中模擬一條400公里，500KV的線路，在線路的起點、中間、末端進行了多次各種故障類型的模擬試驗，結果如下
.測距結果顯示測距精度比較高，理論分析與實際比較一致，最大誤差不超過2％，比較理想。
權利要求
1.一種輸電線路故障距離測量方法，其特征在于它采用以下步驟進行a.當K點發生單相接地故障時，選擇K點一側的M點為測量基點，測量Uma------A相測量電壓Ima-----A相測量電流Ifa------A相負荷電流Ima0-----A相零序電流故障分量設L1、L0、R1、R0分別代表單位長度(公里)正序、零序電感、電阻，計算kL＝(L0-L1)/L1kR＝(R0-R1)/R1設Lk為故障距離，將上述數值代入下列公式∫t0t2Umadt-L1*lk∫t0t2[d(Ima+kL*Ima0)/dt]dt-R1*lk∫t0t2(Ima0+kr*Ima0)dt∫t1t3Umadt-L1*lk∫t1t3[d(Ima+kL*Ima0)/dt]dt-R1*lk∫t1t3(Ima0+kr*Ima0)dt=∫t0t2Ima0dt∫t1t3Ima0dt]]>求解上述方程式，即可得故障距離Lk；b.當K點為兩相接地故障，代人下式計算，即可得故障距離Lk∫t0t2Uabdt-L1*lk∫t0t2[d(Iab)/dt]dt∫t1t3Uabdt-L1*lk∫t1t3[d(Iab)/dt]dt=∫t0t2Iabdt∫t1t3Iabdt]]>式中Uab代表AB相間電壓，Iab代表AB相間電流；c.當K點為三相接地故障，代入下式∫t0t2Umadt-L1*lk∫t0t2[d(Ima)/dt]dt∫t1t3Umadt-L1*lk∫t1t3[d(Ima)/dt]dt=∫t0t2Imadt∫t1t3Imadt]]>求解上述方程式，即可得故障距離Lk。
全文摘要
一種輸電線路故障距離測量方法，屬測量技術領域，用于提供一種簡單可靠、不必濾除衰減直流分量、不受電網頻率波動的影響、誤差小的輸電線路故障測距法，其技術方案是在故障點M側測量A相電壓Uma、電流Ima、負荷電流Ifa、零序電流故障分量Ima0、單位正序、零序電感、電阻，計算k
文檔編號G01R31/02GK1793995SQ20051004816
公開日2006年6月28日 申請日期2006年3月9日 優先權日2006年3月9日
發明者連建忠 申請人:保定浪拜迪電氣股份有限公司