一種基於重合閘行波的輸電線路故障定位方法與流程

2023-05-29 06:19:51

本發明涉及一種基於重合閘行波的輸電線路故障定位方法，屬於電力系統繼電保護技術領域。

背景技術：

高壓輸電線路是電網重要組成部分，承擔著大容量電能遠距離輸送的重任，但是輸電線路常受到各種原因造成線路故障，精確確定線路故障位置，有利於減輕巡線人員的盲目性，縮短由於故障導致的停電時間。當輸電線路在電壓過零點發生永久故障時，暫態電流行波幅值較小，行波測距裝置可能採集不到，從而導致定位失敗。

技術實現要素：

本發明提供了一種基於重合閘行波的輸電線路故障定位方法，以用於解決在電壓過零點發生永久故障，行波測距裝置無法採集到故障行波致使定位失敗的問題。

本發明的技術方案是：一種基於重合閘行波的輸電線路故障定位方法，所述方法的具體步驟如下：

s1、針對輸電線路mn，線路mn兩側裝有斷路器，但僅有與母線m相連的變電站內安裝行波測距裝置，當輸電線路mn發生故障後，母線m側斷路器發生重合閘；利用母線m側量測端採集到的重合閘初始行波以及重合閘初始行波經故障點反射或對端母線反射的反射行波，並記錄故障初始行波首波頭、故障點反射波波頭以及對端母線反射波波頭分別到達量測端ta1的時間，分別記為t1、t2、t3；

s2、根據步驟s1得到的故障初始行波首波頭到達量測端ta1的時間t1、故障點反射波波頭到達量測端ta1的時間t2和對端母線反射波波頭到達量測端ta1的時間t3，分別求t2和t3與t1的時間差，得到∆t1=t2-t1、∆t2=t3-t1；

s3、故障位置確定：

如果得到∆t1=t2-t1，則採用x1=v·∆t1/2確定故障位置；

如果得到∆t2=t3-t1，則採用x2=l－v·∆t2/2確定故障位置；

式中，其中l為線路mn全長，v為經驗波速。

本發明的有益效果是：當斷路器重合線路時，在斷路器觸頭合閘瞬間，由於觸頭間電壓的突變，在線路上將出現暫態行波過程；該暫態行波將在故障點發生反射和折射現象，利用行波測距裝置可以採集到該暫態行波過程，並通過分析該過程可以利用重合閘暫態行波過程進行永久故障位置的測量。

附圖說明

圖1為輸電線路mn系統結構圖（f為故障點）；

圖2為實施例1的重合閘暫態電流行波圖；

圖3為實施例2的重合閘暫態電流行波圖。

具體實施方式

實施例1：2015年10月22日16點52分5秒某線路c相發生故障斷路器發生重合閘動作，線路mn的參考長度為56.3km，線路m側安裝的行波測距裝置採樣率為1mhz，線路mn的c相重合閘暫態電流行波如圖2所示。

通過行波故障測距裝置採集線路mm量測端ta1的重合閘暫態電流行波，並分別記錄重合閘初始行波首波頭、故障點反射波波頭到達量測端ta1的時刻，分別記為t1、t2，即t1=0.450122s，t2=0.150325s。

故障點反射波波頭分別與初始行波首波頭的時間差為：∆t1=t2-t1=0.000203s。

按照公式x1=v·∆t1/2進行故障位置確定，計算得x1=30.25km，v取為經驗波速，大小為2.98×108m/s；經人工巡線故障位置在30km處，誤差在允許範圍內，該次測距結果有效可靠。

同樣可以採用x2=l－v·∆t2/2確定故障位置（x1得到的是本端測量點m到故障點之間的距離，x2指對端母線n到故障點之間的距離），只是因為先得到故障點反射波波頭到達量測端的時間t2，所以就用先到的時間點。

實施例2：2016-01-11-17點29分32秒某線路c相發生故障斷路器發生重合閘動作，線路mn的參考長度為108.87km，線路m側安裝的行波測距裝置採樣率為1mhz，線路mn的c相重合閘暫態電流行波如圖3所示。

通過行波故障測距裝置採集線路mm量測端ta1的重合閘暫態電流行波，並分別記錄重合閘初始行波首波頭、故障點反射波波頭到達量測端ta1的時刻，分別記為t1、t2，即t1=0.222618s，t2=0.228675s。

故障點反射波波頭分別與初始行波首波頭的時間差為：∆t1=t2-t1=0.000057s。

按照公式x1=v1·∆t/2進行故障位置確定，計算得x1=8.5km，v取為經驗波速，大小為2.98×108m/s；經人工巡線故障位置在9km處，誤差在允許範圍內，該次測距結果有效可靠。

同樣可以採用x2=l－v·∆t2/2確定故障位置（x1得到的是本端測量點m到故障點之間的距離，x2指對端母線n到故障點之間的距離），只是因為先得到故障點反射波波頭到達量測端的時間t2，所以就用先到的時間點。

上面結合附圖對本發明的具體實施方式作了詳細說明，但是本發明並不限於上述實施方式，在本領域普通技術人員所具備的知識範圍內，還可以在不脫離本發明宗旨的前提下作出各種變化。