一种架空-电缆混合线路单相接地故障的双端测距方法与流程

文档序号:13744906阅读:来源:国知局
技术特征:1.一种架空-电缆混合线路单相接地故障的双端测距方法,其特征在于,包括以下步骤:1)根据架空-电缆混合线路正常工况下首末两端三相电压电流的正序分量计算架空-电缆混合线路两端电流的不同步角δ;2)采用差分傅氏算法提取架空-电缆混合线路发生单相接地故障后线路首末端的三相电压电流工频分量;3)分别对架空-电缆线路单相接地故障后线路首末两端三相电压和三相电流工频分量进行对称分量变换,得到架空-电缆线路单相接地故障后线路首末两端电压和电流的序分量;4)根据步骤1)和3)获得的结果,计算架空-电缆线路单相接地处故障电流的序分量;5)根据步骤4)获得的结果,基于一维迭代搜索算法对故障点位置进行确定。2.根据权利要求1所述的一种架空-电缆混合线路单相接地故障的双端测距方法,其特征在于,所述根据架空-电缆混合线路正常工况下首末两端三相电流的正序分量计算架空-电缆混合线路两端电流的不同步角δ,其公式具体是:δ=argI·kMcosh(γ1L1)+U·kM/ZLsinh(γ1L1)I·kNcosh(γ2L2)+U·kN/ZCsinh(γ2L2)]]>式中:为正常工况下线路首端和末端电压的正序分量;为正常工况下线路首端和末端电流的正序分量;γ1、γ2分别为架空线路和电缆的传播常数;ZL、ZC分别为架空线路和电缆的波阻抗;L1为架空线路长度;L2为电缆长度。3.如权利要求1所述的一种架空-电缆混合线路单相接地故障的双端测距方法,其特征在于,所述对称分量变换为:U·M0U·M1U·M2=131111αα21α2αU·MAU·MBU·MC]]>式中:为线路首端三相电压的零序、正序和负序分量;同理,获得架空线不对称短路故障后线路首端三相电流零序、正序和负序分量线路末端三相电压零序、正序和负序分量以及线路末端三相电流零序、正序和负序分量4.如权利要求1所述的一种架空-电缆混合线路单相接地故障的双端测距方法,其特征在于,所述步骤4)中,计算架空-电缆线路单相接地处故障电流的序分量的具体步骤为:401)根据架空-电缆线路单相接地故障后线路首端电压和电流序分量计算单相接地故障处的电流序分量,计算公式为I·MFi(x)=I·Micosh(γ1x)-U·MiZLsinh(γ1x)0<x<L1I·MCicosh[γ2(x-L1)]-U·MCiZCsinh[γ2(x-L1)]L1<x<L1+L2]]>U·MCi=U·Micosh(γ1L1)-I·MiZLsinh(γ1L1)]]>I·MCi=I·Micosh(γ1L1)-U·MiZLsinh(γ1L1)]]>式中:i=0,1,2,分别代表零序、正序和负序量;x为故障点距离架空-电缆线路首端的距离;分别为架空线路和电缆连接处C点的电压和电流序分量,由线路首端M处的电压和电流序分量计算得到;γ1、γ2分别为架空线路和电缆的传播常数;ZL、ZC分别为架空线路和电缆的波阻抗;L1为架空线路长度;L2为电缆长度;402)根据架空-电缆线路单相接地故障后线路末端的电压和电流序分量计算单相接地故障处的电流序分量,计算公式为:I·NFi(x)=I·NCicosh[γ1(L1-x)]-U·NCiZLsinh[γ1(L1-x)]0<x<L1I·Nicosh[γ2(L1+L2-x)]-U·NiZCsinh[γ2(L1+L2-x)]L1<x<L1+L2]]>U·NCi=U·Nicosh(γ2L2)-I·NiZCsinh(γ2L2)]]>I·NCi=I·Nicosh(γ2L2)-U·NiZCsinh(γ2L2)]]>式中:i=0,1,2,分别代表零序、正序和负序量;分别为架空线路和电缆连接处C点的电压和电流序分量,由线路末端N处的电压和电流序分量计算得到;403)获架空-电缆线路单相接地故障处的电流序分量I·Fi(x)=I·MFi(x)+ejδI·NFi(x)]]>式中:i=0,1,2,分别代表零序、正序和负序量。5.如权利要求1所述的一种架空-电缆混合线路单相接地故障的双端测距方法,其特征在于,所述步骤5)中,基于一维迭代搜索算法对故障点位置进行确定具体步骤为:501)根据架空-电缆线路单相接地故障点处的故障电流边界条件确定故障测距函数F(x),所述故障测距函数表达式为:F(x)=|[I·F1(x)-I·F2(x)]+[I·F2(x)-I·F0(x)]+[I·F0(x)-I·F1(x)]|]]>所述故障电流边界条件为I·F1(x)=I·F2(x)=I·F0(x)]]>502)设定搜索区间x满足0<x<L1,即在架空线路上进行搜索,根据下述公式计算搜索区间的起始点位置及对应的故障测距函数为xL1(0)=a+0.382(b-a)xL2(0)=a+0.618(b-a)FL1(0)=F(xL1(0))FL2(0)=F(xL2(0))式中:a=0;b=L1;xL1(0)为搜索区间的初始起点坐标;xL2(0)为搜索区间的初始终点坐标;FL1(0)和FL2(0)分别为搜索区间起始处的故障测距函数;503)对故障测距函数FL1(i)及FL2(i)进行迭代计算,i表示当前迭代次数,迭代计算公式为:若FL1(i)<FL2(i),则FL1(i+1)=F(xL1(i+1))FL2(i+1)=F(xL2(i+1))xL1(i+1)=a+0.382(b-a)xL2(i+1)=xL1(i)b=xL2(i)若FL1(i)>FL2(i),则FL1(i+1)=F(xL1(i+1))FL2(i+1)=F(xL2(i+1))xL1(i+1)=xL2(i)xL2(i+1)=a+0.618(b-a)a=xL1(i)式中:xL1(i+1)和xL2(i+1)分别为第i+1次迭代计算后的搜索区间起点位置与终点位置;FL1(i+1)和FL2(i+1)分别为第i+1次迭代计算后搜索区间起始处的故障测距函数;若第i+1次迭代后,|xL1(i+1)-xL2(i+1)|<ε,其中,ε为误差限值,则确定架空线路上的故障点可能位置为xFL=(xL1(i+1)+xL2(i+1))/2,执行步骤504);否则,返回步骤503),继续进行迭代;504)设定搜索区间x满足L1<x<L1+L2,即在电缆线路上进行搜索,根据下述公式计算搜索区间的起始点位置与对应的故障测距函数,为xC1(0)=a+0.382(b-a)xC2(0)=a+0.618(b-a)FC1(0)=F(xC1(0))FC2(0)=F(xC2(0))式中:a=L1;b=L1+L2;xC1(0)为搜索区间的初始起点坐标;xC2(0)为搜索区间的初始终点坐标;FC1(0)和FC2(0)分别为搜索区间起始处的故障测距函数;505)对故障测距函数FC1(i)及FC2(i)进行迭代计算,i表示当前迭代次数,迭代计算公式为:若FC1(i)<FC2(i),则FC1(i+1)=F(xC1(i+1))FC2(i+1)=F(xC2(i+1))xC1(i+1)=a+0.382(b-a)xC2(i+1)=xC1(i)b=xC2(i)若FC1(i)>FC2(i),则FC1(i+1)=F(xC1(i+1))FC2(i+1)=F(xC2(i+1))xC1(i+1)=xC2(i)xC2(i+1)=a+0.618(b-a)a=xC1(i)式中:xC1(i+1)和xC2(i+1)分别为第i+1次迭代计算后的搜索区间起点位置与终点位置;FC1(i+1),FC2(i+1)分别为第i+1次迭代计算后搜索区间起始处的故障测距函数;若第i+1次迭代后,|xC1(i+1)-xC2(i+1)|<ε,其中,ε为误差限值,则确定架空线路上的故障点可能位置为xFC=(xC1(i+1)+xC2(i+1))/2,报告步骤506);否则,返回步骤505),继续进行迭代;506)对xFL和xFC处的故障测距函数进行比较,根据比较准则选择故障测距函数较小的位置为单相接地故障点的位置,所述比较准则为:若F(xFL)≤F(xFC),则xFL所在位置为故障点;反之,则xFC所在位置为故障点。当前第2页1 2 3 
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