超高压输电线路故障测距技术的研究与应用

摘要

故障后快速、准确地进行故障定位是电力系统继电保护的重要研究课题。许多专家和学者研究了多种故障测距的方法，运用线路一端或两端故障前后数据精确定位故障位置。随着故障测距技术的发展，很多智能的微机设备已经能够完成数据记录，分析和通信来进行测距。然而，考虑到输电线路分布电容，过渡电阻，系统阻抗，负荷电流，线路参数误差，线路结构的影响，故障测距技术在理论上和实际应用中仍有不少有待改进的地方。论文旨在对国内外故障测距的现状进行总结和分析，并且通过新原理，新技术，研究和探讨更好的故障测距方法。
　　首先，论文对国内外在输电线路故障测距方面的研究与应用情况进行全面的调研，对行波法、单端阻抗法以及双端阻抗法测距的具体算法、关键技术、实际应用情况进行分析和总结。
　　其次，在调研的基础上，确定了对未来很具前景的双端阻抗算法进一步的研究。分析了基于双端电气量的故障测距基础算法和滤波算法,并将算法推广应用于四端输电网络、同杆双线回和同杆四回线。分析了各种因素对测距精度的影响。RTDS仿真结果表明，该测距方法兼具了精度高和鲁棒性强的优点，虽然它需要更多的数据，但随着通信技术发展，未来前景很好。
　　考虑到输电线路往往配有分相式电流差动保护，在线路的一端能够获得经由通道送来的对端电流量，同时，考虑到通道的流量限制，本文提出了一种利用线路一端的电压、电流和对端电流量的故障测距算法，算法基于分布参数模型，根据不同短路类型的边界条件及过渡电阻的纯电阻性质构造测距函数，从原理上消除了过渡电阻、系统阻抗、分布电容等因素对测距精度的影响,且不要求两端数据同步，不存在伪根。RTDS仿真结果表明，算法具有较高的精度和稳定性。
　　最后，进一步将利用两端电流、一端电压的方法推广应用于T-型线路，算法测距方程的推导和双端电源的方程基本相同。在T接点附近经高阻接地时，未故障线路也可能得到故障距离，因此文章利用测距结果回带求解的对侧两端电流与故障后实测电流的差值来验证是否为测距伪根。算法原理上也不受过渡电阻、系统阻抗、分布电容等因素对测距精度的影响，PSCAD仿真结果表明，算法具有较高的精度和稳定性。

目录

声明

答辩决议书

第一章 绪论

1.1 课题背景和意义

1.2 国内外输电线路故障测距技术的研究现状

1.4 本文主要研究工作

第二章 国内外输电线路故障测距方法研究

2.1 引言

2.2 行波法故障测距

2.3 单端阻抗法故障测距

2.4 双端阻抗法故障测距

2.5 本章小结

第三章 基于双端电压电流的故障测距方法与应用

3.1 引言

3.2 应用两端电流电压的故障测距方法

3.3 算法在复杂线路结构中的应用

3.4 RTDS仿真验证与分析

3.5 本章小结

第四章 适用于电流差动保护的高压输电线路故障测距新算法

4.1 引言

4.2 单相线路的故障测距函数

4.3 三相线路的故障测距函数

4.4 故障测距函数的单调性研究

4.5 RTDS仿真验证与分析

4.6 本章小结

第五章 适用于电流差动保护的T-型高压输电线路故障测距新算法

5.1 引言

5.2 单相线路的故障测距函数

5.3 三相线路的故障测距函数

5.4 伪根判别

5.5 仿真验证与分析

5.6 本章小结

第六章 结论

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间已发表或录用的论文