架空线-电缆混合输电线路行波故障测距方法研究

摘要

随着电网的不断改造和升级，涌现出越来越多的架空线-电缆混合输电线路。对于混合输电线路，由于在连接点处行波会发生复杂的折反射现象，而且行波在架空线和电缆两种线路中的传播速度也不一样，这些因素导致适用于均匀输电线路的行波故障测距方法在混合线路故障测距中难以应用。
　　针对高压混合输电线路，目前现场应用比较广泛的是双端行波故障测距方法。首先，进行故障区段的选择，然后，利用双端法给出测距结果。它的缺点是测距精度受线路给定长度误差以及同步时钟误差的影响。本文针对不同结构的高压混合输电线路，提出相应的组合行波故障测距方法，测距结果由单端原理给出，测距精度较高。本文主要工作如下：
　　(1)分析了故障行波在A型混合输电线路和B型混合输电线路中的折反射特点，并推导了行波从电缆线路经过电缆与架空线的连接点向架空线路传播时幅值和极性的变化情况，以及行波从架空线路经过电缆与架空线的连接点向电缆线路传播时幅值和极性的变化情况。在此基础上，分析了行波穿越一段线路时，行波的折反射特性。
　　(2)针对任意结构的混合输电线路，提出一种基于多端信息的混合输电线路组合行波故障测距方法，首先利用混合线路两侧所测初始行波到达的时间差值来判别故障发生在架空线段还是电缆段，再利用故障路段两侧测量装置所采集的故障信息来进行初步故障测距，根据初步故障测距结果选出正确的单端测距结果。
　　(3)针对A型混合输电线路和B型混合输电线路，提出一种基于双端信息的混合输电线路组合行波故障测距方法。首先利用故障初始行波到达线路两侧的时间差来判定故障区段，再由单端法给出准确的测距结果。
　　(4)通过PSCAD分别建立A型混合输电线路和B型混合输电线路仿真模型，分别模拟混合输电线路不同位置发生接地故障来获取故障信息，借助MATLAB编程处理数据，对本文所提出的混合线路组合行波故障测距方法进行仿真验证。
　　本文所提出的混合输电线路组合行波故障测距方法，可以由单端测距方法给出准确的测距结果，测距精度较高。在混合线路发生故障后，能够可靠的定位到故障点，具有良好的工程应用前景。