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输电线路故障测距计算方法

 

       按照所需信息的来源,故障测距可分为单端法和双端法,但由于单端法仅使用单侧信息,简单易实现,在实际电网中获得广泛应用。按照分析时采用的等值模型,故障测距可分为集中参数法和分布参数法。在比武中,通常采用集中参数(即R-L模型)求解,分布参数的概念多出现在客观题中。
       以图1所示的双电源系统为例,母线M侧和N侧的系统等值阻抗分别为ZM和ZN,线路单位阻抗为Zmn,长度为l。
双电源系统
       设线路MN上发生单相接地故障时,M侧保护安装处的电压、电流分别为Um、Im;N侧保护安装处的电压、电流分别为Un、In;故障点电压、电流分别为Uf、If,过渡电阻为Rf。其中,Im=Imφ+3KI0。故障点距M侧保护的距离百分比为ρ。
基于单端电气量进行计算
       现行的保护装置中测距算法通常采用该式,其特点是在金属性故障时,测距准确;在非金属性故障时,测距误差大。但考虑到微机保护装置的定位,采用上式能满足工程应用。
基于双端电气量进行计算
基于双端电气量进行计算
        双端测距的优势明显,不收过渡电阻的影响,但由于需要线路对侧的测量量,不受青睐,特别是对侧PT或CT断线、通道故障时将无法进行求解。随着保护通信通道的日益可靠,有部分厂家已经采用了该方式进行故障测距。
 
分享一道比武竞赛题,具体如下:
       某500kV MN线路正序阻抗Z1=j40Ω,零序阻抗Z0=j130Ω,线路全长153公里。线路发生A相故障,从录波图上读得同一时刻线路M侧A相电压为252∠0°kV,A相电流为3.9∠-73°kA,零序电流3I0为4.4∠-73°kA;N侧A相电压为196∠0°kV,A相电流为15.4∠-73°kA,零序电流3I0为16.8∠-73°kA。问:
       (1)如线路M侧采用单端电流电压量计算,则故障点距离M侧多少公里;
       (2)如线路M侧采用双端电流电压量计算,则故障点距离M侧多少公里。
       采用上述两种计算方式,可分别进行求解,答案分别是133.88km和127.52km,过程不赘述,大家自行求解。
基于保护安装处序分量进行计算
       在上式中,既可以引入负序量也可以用零序量进行求解。仿真结果表明,采用负序量是效果优于零序量。该方法优势明显,继保工作者提出了很多改进方案,感兴趣可以去知网上查查看。
 
分享一道比武竞赛题,具体如下:
       某线路MN,发生C相高阻接地故障,线路差动保护跳闸,M侧保护PCS-931A-G测距为25kM。现已获取故障后20ms的两侧电压电流值(同一时刻)如下:
       M侧:Ua=62.1V∠0°,Ub=61.5V∠-121°,Uc=60.5V∠-242°,Ia=0.49A∠0°,Ib=0.51A∠-122°,Ic=0.55A∠-245°,3I0=0.06A∠107.5°
       N侧:Ia=0.49A∠-179.6°,Ib=0.51A∠58°,Ic=0.36A∠-65°,3I0=0.12A∠118.5°
       通过M侧电压和两侧电流分析计算,本次保护故障测距是多少,保护测距误差是多少?已知线路每千米零序、正序阻抗分别为Z0=1.032Ω∠80°、Z1=0.341Ω∠80°,线路全长52kM。
       采用上述方法进行计算,故障定位是16km,过程不赘述,大家自行求解。
       此外,请大家对比方法1和方法3,同样是采用单端量,但后者明显优于后者。
       如果实在算不出来,可以给我留言或者私信再交流。
 

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