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1、T型輸電線路故障測距算法探究 摘要：針對當前多分支輸電線路故障測距的不足，結(jié)合無分支輸電線路的故障測距算法，提出T型輸電線路的故障分支識別，并采用集中參數(shù)線路模型和分布參數(shù)線路模型求解故障距離。關(guān)鍵詞：T型輸電線路，故障測距，線路模型，集中參數(shù)，分布參數(shù)中圖分類號：TM621.5文獻標識碼：A引言8隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，電力建設(shè)亦相應快速增長，電力網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模日益增大，高壓架空輸電線路日益增多，對電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行、監(jiān)控及保護提出了更高的要求。高壓架空輸電線路是電力系統(tǒng)的重要組成部分，它們往往暴露
2、于不同的環(huán)境且分布在廣大的區(qū)域，沿線地理環(huán)境復雜，一旦線路發(fā)生故障，巡線人員的工作不但艱苦，而且需要花費大量的時間和精力；另外，閃絡(luò)等瞬時性故障（占線路故障的90%-95%）常會給線路留下?lián)p傷，造成局部絕緣缺陷，但往往沒有明顯的破壞痕跡。因此，快速、準確的故障定位，可以大大節(jié)省人力物力，減輕勞動負擔，提高供電可靠性，保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行，具有明顯的社會和經(jīng)濟效益。近年來，國內(nèi)外提出了大量的輸電線路故障測距原理和方法，并有不少已轉(zhuǎn)化為實際應用。輸電線路的故障測距從其拓補特點上可分為無分支輸電線故障測距和多
3、分支輸電線故障測距。目前，電力線路故障測距的研究多數(shù)是對于無分支線路進行的，如行波法，參數(shù)估計法和阻抗故障定位法等，多分支輸電線路故障精確定位的原理和技術(shù)是一個尚待進一步研究的課題。本文針對T型接線系統(tǒng)的故障測距問題做了一點初步研究，首先介紹了故障分支的識別問題，在識別故障分支之后，分別采用集中參數(shù)線路模型和分布參數(shù)線路模型求解故障距離。T型輸電線路故障分支識別圖1：基本T接線正序圖Fig.1Positive-sequenceofbasicT-connectionTransmissionline由三端正
4、序電壓推求T接點處的正序電壓記為（k=1、2、3）如圖1，顯然在正常負荷狀態(tài)下有==，定義：=abs()=abs()=abs()其中：表示對復數(shù)求模值。易驗證：當線路正?；蚨搪钒l(fā)生于T接點時，有=0；當短路發(fā)生于時，有（、）＞≡0成立，故易得如下判據(jù)：8（1）若min(、、)=（2）若=0，則T接點短路或線路區(qū)域內(nèi)正常?？梢姡瑢τ赥型輸電線路應首先識別故障分支。對于圖1，若采用集中參數(shù)線路模型，則：=-Z(k=1、2、3)。若采用分布參數(shù)線路模型，設(shè)三端相對某一虛擬參考相量的正序電壓電流分布為：、(k=
5、1、2、3)，則：=(=（γ為傳播常數(shù)，z為波阻抗）即可求得從各端求解T處的電壓,來判別故障發(fā)生在哪段支路上。T型輸電線路故障測距算法一、T型輸電線路集中參數(shù)故障測距算法圖2:故障T型接線等值電路Fig.2T-connectionTransmissionlinefaultcircuit假設(shè)T型接線系統(tǒng)在F點發(fā)生短路故障,其等值電路如圖2,根據(jù)對應的電路關(guān)系,有:(1)(2)(3)式中:Z=R+SL為MT分支線的正序阻抗；Z、Z分別為NT段、RT段分支線的正序阻抗；、、分別為三端正序電壓；、、分別為三端正
6、序電流；8R為故障時的正序阻抗；D為故障距離（離各端的距離占分支線全長的百分比）。將，可得：=(4)(4)式代入(1)式有:(5)其中:由Z變換方法可將式(5)轉(zhuǎn)化為如下形式:(6)上式中(i=1、2、3)是常數(shù)，可由線路參數(shù)和電壓電流采樣值得到，求解方程（6）即可得到故障距離。類似于前述方法,若故障發(fā)生在NT段或RT段,同樣可以進行相應的變換計算,得到類似的基本方程,解出故障距離百分數(shù)D。二、T型輸電線路分布參數(shù)故障測距算法圖4:故障T型接線正序圖Fig.4Positive-sequenceofT-c
7、onnectionTransmissionline8圖4所示采用分布參數(shù)模型，為方便討論，假設(shè)故障發(fā)生在L上，故障點距M端距離為X，分支線路長度為。發(fā)生故障前，由三端采集的數(shù)據(jù)求節(jié)點T處的電壓，可以識別三端不同步采樣角。T型輸電線路在識別故障分支后，將T型線路等效成兩端網(wǎng)絡(luò)求解故障位置。不妨設(shè)圖4中三端相對某一虛擬參考相量的正序電壓電流為,(k=1、2、3)，由三端正序電壓推求T節(jié)點處的正序電壓記為（k=1、2、3），則，令：則：由三端正序電壓電流推求（k=1、2、3）末端的正序電流記為（k=1、2、3
8、），則令：則：故障發(fā)生在上，則節(jié)點2、3“收縮”到T節(jié)點，形成關(guān)于的雙端系統(tǒng)1-23，此時節(jié)點23是T節(jié)點的等效。等效雙端系統(tǒng)的遠端23的正序電壓電流為：其中：圖5.等效的雙端正序網(wǎng)絡(luò)Fig.5Equivalentdouble-endedpositive-sequencenetwork即可將T型網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)化為如圖5所示雙端網(wǎng)絡(luò)。對于這個雙端正序網(wǎng)絡(luò)，可列寫方程：（7）（8）兩式聯(lián)立得到：8（9）e==ln(10)式中所有量均為正序的，由此方程即
