含有環形網絡的電網系統及故障線路判斷方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及電力領域，具體涉及一種含有環形網絡的電網系統及故障線路判斷方 法。
【背景技術】
[0002] 隨著國民經濟迅速發展，社會用電需求不斷增加，高壓輸電線路難免發生各種故 障，這給整個電力系統的正常運行和可靠供電帶來了嚴重的危害與影響。所以研宄高壓輸 電線路故障選相尤為重要。當電力系統發生故障時，故障選相元件能準確識別故障類型并 對保證繼電保護裝置有效動作，選擇性地切除故障相有重要的意義。
[0003] 阻抗法是在不考慮線路對地電容和電導情況下，利用測量的電壓、電流量求出故 障回路中的阻抗值從而來實現故障選相。阻抗法又可分為單端法和雙端法兩種。其中，單 端法原理簡單，但不能消除過渡電阻和對端系統阻抗變化引起對定位精度的影響；雙端法 相比單端法所需信息量大，仍然存在著由于雙端采樣頻率不一致和相位偏移引起的定位誤 差，因此在實際應用中也存在著局限性。
[0004] 阻抗法主要是針對輻射形線路的故障選相，并不考慮電網的實際結構。由于高壓 電網中的輸電線路多數是以環形網絡方式運行的，因此利用單端或雙端信息定位短路故障 點的方法難以適應環形網絡結構。
[0005] 行波法定位速度快，精度高，不受過渡電阻、線路類型及系統運行方式的影響；但 是，它顯著的缺點是定位結果不可靠，且存在硬件造價高等問題。
【發明內容】
[0006] 本發明的目的是提供一種判斷高壓環形網絡中的故障線路的方法，起保證故障選 相的精確性的作用。
[0007] 為實現上述目的，本發明提供了一種判斷高壓環形網絡中的故障線路的方法，所 述高壓環形網絡包括多臺發電機組、多條母線、多條輸電線路，其中所述多臺發電機組分 別連接到不同的母線，部分母線通過部分輸電線路連接形成環形網絡，所述方法包括以下 步驟：步驟一、在每一條所述輸電線路的端部設置測點；步驟二、檢測每一個測點的暫態電 壓；步驟三、判斷所述暫態電壓中的最大暫態電壓u_;步驟四、判斷具有所述最大暫態電 壓u_的測點C;步驟五、判斷所述測點C所在的輸電線路L;步驟六、判斷與輸電線路L連 接的母線Mk和母線Mg，其中，與母線Mk連接的輸電線路為Llk、L2k、……Lmk，其中m彡2,以 及與母線Mh連接的輸電線路為L 1 (k-1)、^2 (k-1)、......Ln(k-〇，其中n多2 ;步驟六、檢測輸電線 路Lik上的靠近母線Mk的測點的暫態電流Iik，其中（i=1，2……m);步驟七、檢測輸電線路 LjK的靠近母線Mk_i的測點的暫態電流I（j=1，2......n);步驟八、判斷所述暫態電 流111;和所述暫態電流I 中的最大暫態電流Imax;步驟九、判斷故障線路，具有所述最大 暫態電流的輸電線路為故障線路。
[0008] 較佳地，在所述步驟二中，檢測每一個所述測點的多個暫態電壓并繪制暫態電壓 曲線；在所述步驟三中，判斷所述暫態電壓曲線的峰值中的最大值，該最大值為所述最大暫 態電壓u_;在所述步驟六中，檢測輸電線路Lik上的靠近母線Mk的測點的多個暫態電流Iik 并繪制暫態電流曲線；在所述步驟七中，檢測輸電線路的靠近母線Mg的測點的多個 暫態電流Ij_并繪制暫態電流曲線；以及在所述步驟八中，判斷所述暫態電流Iik和所述 暫態電流的峰值中的最大暫態電流I_。
[0009] 根據本發明的另一方面，提供了一種含有環形網絡的電網系統，所述電網系統包 括多臺發電機組、多條母線、多條輸電線路以及故障錄錄波單元，所述多臺發電機組分別連 接到不同的母線，部分母線通過部分輸電線路連接形成環形網絡；
[0010] 所述故障錄波單元包括故障錄波器，通訊線以及測量裝置；其中所述測量裝置設 置于每一條輸電線路的兩端，所述通訊線的一端連接所述測量裝置，所述通訊線的另一端 連接所述故障錄波器；以及所述故障錄波器用來執行上述步驟三~步驟九。
[0011] 較佳地，所述故障錄波器包括模擬量采集模塊、開關量隔離模塊、錄波CPU模塊和 MMI模塊，其中，所述錄波CPU模塊用來執行如權利要求1所述的步驟三~步驟九。
[0012] 較佳地，所述電網系統包括2臺發電機組、6條母線、6條輸電線路、以及12個測量 裝置，其中，3條母線連接形成三角形環形網絡。
[0013] 較佳地，所述電網系統包括3臺發電機組、8條母線、7條輸電線路、以及14個測量 裝置，其中，4條母線連接形成四邊形環形網絡。
[0014] 較佳地，所述電網系統包括4臺發電機組、8條母線、10條輸電線路、以及20個測 量裝置，其中，4條母線連接形成四邊形環形網絡。
[0015] 較佳地，所述多個測量裝置包括電流互感器以及電壓互感器。
[0016] 較佳地，所述電網系統還包括多臺變壓器，每一臺發電機組與一臺變壓器連接。
[0017] 本發明含有環形網絡的電網系統可以自動進行故障選相并保證故障選相的精確 性和通用性，且硬件造價低、定位可靠。
【附圖說明】
[0018] 圖1是本發明的供電系統示意圖。
[0019] 圖2是故障相等值電路圖。
[0020] 圖3是含有三角形環形網絡的電網系統示意圖。
[0021] 圖4是故障錄波單元的示意圖。
[0022] 圖5是故障錄波器的結構示意圖。
[0023] 圖6是本發明本實施例3的三機電網系統示意圖。
[0024] 圖7是本發明實施例4的四機電網系統示意圖。
[0025] 圖8是測點Q、C3、C8的暫態電壓曲線圖。
[0026]圖9是測點C4、C6、C12的暫態電壓曲線圖。
[0027] 圖10是測點Ci~(：4的電流擾動量曲線圖。
[0028] 圖11是測點C5~C8的暫態電流曲線圖。
[0029] 圖12是測點C9~C12的暫態電流曲線圖。
【具體實施方式】
[0030] 以下將結合附圖對本發明的較佳實施例進行詳細說明，以便更清楚理解本發明的 目的、特點和優點。應理解的是，附圖所示的實施例并不是對本發明范圍的限制，而只是為 了說明本發明技術方案的實質精神。
[0031] 術語說明
[0032] 暫態分量：系統網絡結構變化時，網絡中電感、電容等儲能元件而產生的電氣量； 它隨指數規律衰減，過渡過程結束后不再存在。
[0033] 故障選相：當輸電線路發生故障時，保護裝置除能夠測量出故障距離外，還能選出 故障的相別，即故障選相。