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专利号: 2019100674098
申请人: 济南大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-05-07
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.同杆双回输电线路的单回线单相接地故障定位方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)保护装置采集到被保护线路的三相电压采样值uA(n)、uB(n)、uC(n)和三相电流采样值iA(n)、iB(n)、iC(n),其中n为采样值序号,利用相量提取算法计算出三相电压相量和三相电流相量 并计算出被保护线路的零序电流各电压相量、电流相量均为复数,下角标I表示被保护线路,简

称本回线,相邻回线的电气量均以下角标II表示;

(2)对步骤(1)中计算得到的本回线电气量进行分析,根据本回线电气量特征判断故障类型,如果发生的是同杆双回输电线路的单回线单相接地故障,则使用本方法确定故障位置,在使用本方法前,应先根据故障选相方法,确定单相接地的故障相 的结果为A相、B相或者C相,在下面的步骤中下角标 表示故障相电气量;

(3)以D表示实际故障点至本回线保护安装处的距离与线路全长的比值,为得到D的精确值DS,进行如下的迭代计算,首先按式(1)确定D的初始值,记为D(0):式中,Ks=(Z0-Z1+Z0m)/Z1,Z0、Z1分别为被保护线路全长的零序阻抗和正序阻抗,Z0m为同杆双回输电线路两回线间的零序互感阻抗; 分别为保护测量到的故障相相电压、故障相相电流和零序电流;Im[]表示取虚部;

(4)将步骤(3)中得到的初值D(0),代入式(2),计算得到D(1),式中,ZH=ZM0+Z0+Z0m; ZM0、ZN0分别为被保护线路两端等值系统M和N的零序阻抗,f′表示函数f的一阶导数;

(5)再利用式(3)的牛顿迭代方程,分别取k=2,3,...,对应计算得到D(2),D(3),...,D(k),形成DS的近似值序列,式中,D(k)和D(k-1)分别为第k次与k-1次的迭代结果,并且,式(2)即为在式(3)中取k=1的特例,式(3)为迭代计算通式;

(6)在步骤(5)的第k次迭代计算过程中,得到D(k)后,计算迭代误差|D(k)-D(k-1)|,进行收敛性判断,若满足|D(k)-D(k-1)|<ε,称为满足收敛条件,则取DS=D(k),计算过程结束;若不满足|D(k)-D(k-1)|<ε,则继续重复步骤(5)和步骤(6),进行第k+1次迭代计算和收敛性判断,ε为收敛判断阈值;

(7)在步骤(5)、步骤(6)的迭代计算及收敛判断过程中,当迭代次数等于预先设定的最大迭代次数km仍不满足收敛条件,且同时满足 时,说明迭代(0)

结果不收敛,此时,重新设置D的初值,取为D* =1.000,置迭代次数k=1,并改为利用式(4)的牛顿迭代方程进行迭代计算,经过k次迭代后,得到DS近似值序列:D*(1),…,D*(k-1),D*(k),其中D*(k)为第k次迭代的结果;

(k)

在每一次迭代计算过程中,均进行收敛性判断,以第k次迭代计算为例,得到D* 后,计算迭代误差|D*(k)-D*(k-1)|,若满足|D*(k)-D*(k-1)|<ε,则取DS=D*(k),计算过程结束;若不满足|D*(k)-D*(k-1)|<ε,则继续重复利用式(4)进行迭代计算,直至满足收敛条件。

2.根据权利要求1所述的同杆双回输电线路的单回线单相接地故障定位方法,其特征在于,步骤(1)中相量提取算法为:利用全周傅里叶算法,根据保护采集到的电压、电流采样值,计算得到电压、电流相量。

3.根据权利要求1所述的同杆双回输电线路的单回线单相接地故障定位方法,其特征在于,步骤(2)中故障类型判断方法为:当故障发生时,首先计算3个相间回路补偿电压的突变量,计算方法为: 其中下标αα表示相别,αα=AB,BC或CA,ΔU′αα、 分别为相间回路的补偿电压突变量、相电压差突变量和相电流差突变量,令ΔU′max,ΔU′min分别为ΔU′AB,ΔU′BC,ΔU′CA中的最大值和最小值,当ΔU′max>4×ΔU′min时,则判为单回线单相接地故障;然后转入相电流差突变量选相环节,当且 时,判为A相故障;当 且 判为B

相故障;当 且 判为C相故障。