基于电抗归零的高压故障测距算法

摘要

对于高压、超高压线路发生故障时,迅速找到故障点对及时恢复供电,对电力系统的安全稳定运行都有十分重要的作用。目前常用测距方法包括：行波法、阻抗法及一些智能测距方法。行波法是根据行波理论实现的测距方法,它具有测距精度高和适用范围广等优点,不受过渡电阻、系统运行方式等因素的影响。但行波法存在测距死区,且需要专门设备。智能化测距方法,理论上需要进一步完善,但前景广阔。阻抗测距法,简单、实用、测距精度高,在实际中被普遍应用。本文对阻抗测距法进行了研究。解决了长线路测距中经常遇到两个问题：分布电容及线路两端并联电抗器对测距的影响。在阻抗测距法基础之上,建立了相应的数学模型,改善了测距精度。但阻抗测距法也有很多不足：迭代不收敛,易出现伪根、负根或双根等问题,且高阻接地故障时测距误差较大。为了解决阻抗法中存在的这些问题,本文提出了一种基于电抗归零的故障测距算法。发现了过渡电阻值跟测距结果之间的密切关系：一般情况下其值为纯电阻,当测距失真时,一部分线路阻抗折算到了过渡电阻中,这样算得过渡电阻值存在电抗。电抗归零的思想就是通过计算线路中不同点处虚拟过渡电阻的电抗,通过矫正使其为零的故障测距算法。此方法实现简单、方便,解决了“迭代收敛性”“高阻接地”等问题。ATP仿真和动模试验表明,此方法能够有效的提高测距精度。

目录

摘要

Abstract

1 综述

1.1 课题研究背景及意义

1.2 测距算法的国内外研究现状

1.2.1 故障分析法

1.2.2 行波法

1.2.3 智能测距法

1.2.4 各种测距方法的比较

1.3 测距装置的国内外研究及应用现状

1.4 录波装置的基本要求

1.5 本论文的研究内容

2 阻抗测距法原理

2.1 故障测距原理

2.1.1 单相接地短路故障

2.1.2 两相短路故障

2.1.3 两相短路接地故障

2.1.4 三相短路接地故障

2.2 高压长线路消除分布电容的影响

2.3 消除高压线路中电抗器补偿的影响

3 电抗归零算法

3.1 电抗归零法思想

3.2 电抗的归零的测距方法

3.2.1 过渡阻抗的求解

3.2.2 电抗的归零修正法

3.2.3 测距的修正

3.3 电抗的归零的测距计算

3.3.1 单相接地故障

3.3.2 两相短路故障

3.3.3 两相短路接地故障

3.3.4 三相短路接地故障

3.3.5 故障点的查找

4 故障测距算法仿真及验证

4.1 ATP仿真模型建立

4.2 数字滤波

4.3 结果验证

4.3.1 单相接地短路故障测距结果验证

4.3.2 两相相间短路故障测距结果验证

4.3.3 两相接地短路故障测距结果验证

4.3.4 三相短路接地故障测距结果验证

4.4 接有并联电抗器的故障仿真

4.5 本章小结

5 结论与展望

5.1 本文所得结论

5.2 未来工作展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文