基于线路参数的输电线路故障定位方法、继电保护装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种输电线路故障定位方法，尤其涉及一种基于线路参数的输电线路 故障定位方法，属于高压输电技术领域。
【背景技术】
[0002] 随着我国电力行业的飞速发展，现代电力网格局日新月异，高压输电在电网中扮 演者越来越重要的角色。近年来，高压输电线路的形式趋于多样化，其中"电缆-架空"混 联线路比例有所增加，这与传统的输电线路模型有着较大的差别，线路参数的不对称将影 响目前主流继保装置测距原理，造成一定的误差。现有继电保护设备中的故障测距装置都 认为线路参数均匀，故障距离与线路参数成正比，然而混联线路参数的不对称性将使得均 匀线路参数模型下的故障测距算法产生误差。
[0003] 现有输配电网中所使用的线路继电保护装置通常采用基于线路参数的的故障测 距算法，其又可分为单端和双端测距算法。现有单端测距算法和双端测距算法无一例外地 认为线路参数均匀，并在此基础上展开计算，但实际中混联线路所导致的线路参数的不对 称会使计算出的故障位置产生极大偏差。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术不足，提供一种基于线路参数的输 电线路故障定位方法，能够大幅提高线路故障定位的准确性。
[0005] 本发明基于线路参数的输电线路故障定位方法，利用输电线路单端或双端的电气 量进行故障测距，在进行故障测距时，使用"电缆-架空-电缆"混联分段线路参数模型；所 述"电缆-架空-电缆"混联分段线路参数模型将输电线路分为两端的电缆1^段、电缆L2 段以及中间的架空线L3段，LpL2、L3*别为相应分段线路的长度。
[0006] 根据相同的发明思路还可以得到以下技术方案：
[0007] -种继电保护装置，包括用于对线路故障进行定位的故障定位模块，所述故障定 位模块使用如上所述基于线路参数的输电线路故障定位方法。
[0008] 相比现有技术，本发明具有以下有益效果：
[0009] 本发明采用三段式的"电缆-架空-电缆"混联分段线路参数模型对现有的基于 线路参数的线路故障定位方法进行改进，可以有效消除由于线路参数不对称所带来的故障 定位误差，应用到继电保护装置后，可以提高继电保护装置的灵敏性和可靠性，对故障点进 行精确定位，减少输电线路检修人员的工作量。
【附图说明】
[0010] 图1是本发明"电缆-架空-电缆"混联分段线路参数模型的结构原理示意图；
[0011] 图2是混联线路中不同故障点处利用传统解一次方程法进行故障测距的误差示 意图；
[0012] 图3是混联线路中不同故障点处利用传统解二次方程法进行故障测距的误差示 意图；
[0013] 图4是混联线路中不同故障点处利用传统两侧电压电流法、传统本侧电压电流对 侧电流法进行故障测距的误差示意图；
[0014] 图5是利用本发明改进解一次方程法进行故障测距的误差分布示意图；
[0015] 图6是利用本发明改进解二次方程法进行故障测距的误差分布示意图；
[0016] 图7是利用本发明改进本侧电压电流对侧电流法进行故障测距的误差分布示意 图；
[0017] 图8是利用本发明改进两侧电压电流法进行故障测距的误差分布示意图。
【具体实施方式】
[0018] 下面结合附图对本发明的技术方案进行详细说明：
[0019] 本发明的发明思路是：基于"电缆-架空-电缆"混联分段线路参数模型对现有基 于线路参数的故障定位方法（包括单端测距法和双端测距法）进行改进，消除其由于线路 参数不对称所造成的误差。本发明主要运用于继电保护装置，可以有效解决现有继电保护 装置因故障测距算法忽略线路参数所带来的误差问题，极大提高继电保护装置的灵敏性和 可靠性。其中，所述"电缆-架空-电缆"混联分段线路参数模型将输电线路分为两端的电 缆1^段、电缆L2段以及中间的架空线L3段，LpL2、L3*别为相应分段线路的长度。
[0020] 采用三段式作为研究模型的好处之一是包含了两端式的情况，可以通过调节电气 参数，使得第二段和第三段的阻抗斜率相同，从而合并第二、三段。另外该混联线路模型不 考虑分布参数以及负荷电流的影响，后续中的误差分析都是基于该模型。图1显示了本发 明"电缆-架空-电缆"混联分段线路参数模型的基本架构，图中t、4为分别为M、N侧系 统电源，Z"、Zn*M、N侧系统阻抗，匕、.为M侧保护装置所测到的电压、电流，％、/,,为N侧保护装置所测到的电压、电流。
[0021] 图2~图4显示了现有基于线路参数的故障定位技术在"电缆-架空"混联线路 下的总体误差分布，此处的误差仅仅指由于误认为线路参数对称所造成的。其中，图2是混 联线路中不同故障点处利用传统解一次方程法进行故障测距的误差示意图；图3是混联线 路中不同故障点处利用传统解二次方程法进行故障测距的误差示意图；图4是混联线路中 不同故障点处利用传统两侧电压电流法、传统本侧电压电流对侧电流法进行故障测距的误 差示意图。分析图2、图3和图4可以看出，无论是单端法还是双端法，如果将实际混联线 路误当作参数均匀线路，都将无可避免地对故障测距带来误差，在这种仿真数据下，误差的 最大值高达11 %，也就相当于Ilkm的误差，如果线路总长更长，无疑将会给输电线路检修 人员带来更大地困扰，不仅耗费了大量的人力物力，也可能导致由于线路故障切除不及时 给电网并列运行稳定性带来破坏，因此消除由于线路参数不对称所带来的误差显得较为重 要。
[0022] 为了便于公众理解，下面以几个具体实施例来对本发明技术方案进行进一步说 明。
[0023] -、改进的解一次方程法：
[0025] 式中，y(i)表示实际故障点位置，x表示所求故障点距离保护装置安装位置的距 离，Im表示表示复数表达式的虚部，匕表示M侧节点电压，U分别表示M侧零序电流、 节点电流，1、4、U分别表示M侧零序电流共辄、正序电流共辄及负序电流共辄，K1、#、 K3分别表示第一段电缆、架空线、第二段电缆的零序补偿系数，者、岑、赛分别表示第一 段电缆、架空线、第二段电缆的正序阻抗。
[0026] 二、改进的解二次方程法：
[0027] (1)故障发生在第一段电缆处：
[0032] B1ApC1^分别表示复数变量B的虚部、实部，复数变量C的虚部、实部，及 复数变量D的虚部、实部，< 表示M侧节点电压，ZpZ;:、Zf、Z/分别表示正序阻抗，第一段 电缆、架空线、第二段电缆的正序阻抗，ZnilJnl、分别表示M侧、N侧的系统正序阻抗，U、 分别表示M侧负序电流及节点电流，X表示所求故障点距离保护装置安装位置的距离；
[0033] (2)故障发生在架空线处：
[0038] (；、(；、D1J1^分别表示复数变量B的虚部、实部，复数变量C的虚部、实部，及 复数变量D的虚部、实部，t表示M侧节点电压，Z 1、茗、苟、客分别表示正序阻抗，第一段 电缆、架空线、第二段电缆的正序阻抗，Zn^Z nl、分别表示M侧、N侧的系统正序阻抗，1:2、i" 分别表示M侧负序电流及节点电流，X表示所求故障点距离保护装置安装位置的距离；
[0039] (3)故障发生在第二段电缆处：
[0044] B1ApC1 ^分别表示复数变量B的虚部、实部，复数变量C的虚部、实部，及 复数变量D的虚部、实部，匕,表示M侧节点电压，ZpZN :贫、蹲分别表示正序阻抗，第一段 电缆、架空线、第二段电缆的正序阻抗，ZnilJnl、分别表示M侧、N侧的系统正序阻抗，I 01 分别表示M侧负序电流及节点电流，X表示所求故障点距离保护装置安装位置的距离；
[0045] 三、改进的本侧电压电流对侧电流法：
[0047] 式