一种不受CT饱和影响的非同步故障测距新方法 - 电测与仪表.DOCVIP

一种不受CT饱和影响的非同步故障测距新方法* 黄燕，周皓东，刘炜 （江西省科学院高科技开发中心，南昌 330029） 摘要：双端量法故障测距中通常会采用双端电压和电流数据，其中电流量容易受CT饱和影响而影响测距的准确性。为了消除该影响，文章提出一种不需要采用电流量计算的故障测距新方法。新方法仅需用电压量计算，在原理上不受CT饱和影响。采用序分量法构造了关于故障距离的方程，在原理上消去了非同步角，不需要双端数据同步。仿真计算表明提出的新方法具有较高的测距精度，不易受非同步角和过渡电阻的影响，具有良好的工程应用价值。CT饱和影响；非同步；故障测距；序分量 文献标识码：B 文章编号：1001-1390（201）00-0000-00 The simulation results show that the proposed new method has high precision of fault location and good engineering value without the effect of non-synchronous angle and transition resistance. Key words: CT saturation, unsynchronized, fault location, sequence component 0 引言 在电力工程界，通常研究输﹑配电线路[1]以及混合线路[2]的故障测距问题。其中，输电线路短路故障常有发生，其研究具有普遍意义。准确地故障测距有利于快速修复线路和保证可靠连续供电。故障测距从使用的信息来源可以分为单端量法和双端量法，单端量法容易受系统运行方式变化及过渡电阻的影响，而双端量法故障测距则不受该影响[3]。 电力系统故障暂态过程中，电压、电流信号内含有衰减的直流暂态分量。而电气量的提取通常采用离散傅里叶算法进行提取，故障暂态过程降低了故障参数的提取精度，延长了算法收敛时间，增加了故障测距的误差，为此国内外学者在传统傅里叶算法的基础上提出了一些新型的方法，例如差分傅里叶算法、最小二乘滤波算法以及并联补偿法。对于现阶段传输容量大，分布式电容多以及传输距离长的现代化电力传输系统，暂态过程将在很大程度上影响故障参数的提取。为此研究暂态过程故障参数提取的高精度可行方法迫在眉睫。双端量法需要用到的两侧电压﹑电流数据虽然可以由广域测量系统提供，但GPS装置存在缺失或者失灵的情况，双端数据非同步不可避免。考虑到在利用电流量计算时，其本身存在的CT饱和影响必然会影响电流量的准确性。因此，需要研究能从原理上消除CT饱和影响的仅采用电压量的非同步故障测距。 迄今为止，双端数据测量非同步的故障测距方法有限，主要有构造非线性方程﹑非同步角消去不同步角三种方法。研究故障测距 文章输电线路集中参数模型提出了的非同步故障测距新方法。仿真表明该方法不受非同步角的影响，测距精度高，能适用于各种故障。不受CT饱和影响的同步故障测距原理 图1 输电线路无故障示意图 Fig.1 Diagram of transmission line without fault 对于正常运行的双端三相输电系统，如图1所示。以大地为参考点，双端系统母线节点阻抗导纳矩阵的维数是6×6，×3，且考虑了三相系统的自导纳和互导纳。 图2 输电线路故障示意图 Fig.2 Diagram of transmission line with fault 如图2所示，当输电线路发生故障时，电力网络将增加一个故障节点，可以认为是三母线节点系统。此时母线节点导纳矩阵维数为9×9，即故障母线节点导纳矩阵：（所有下标都是正体） (2) 其中，各个元素的维数均为3×3，部分相对(1)中矩阵元素变化的可以用无故障情况下的母线节点导纳矩阵元素来表示，各元素具体为： (3) (4) (5) (6) (7) (8) 因此，式(2)即为： (9) 此时，系统方程可以写成如下矩阵形式： (10) 式中 是维数为3×1的零列矩阵；为故障点处三相故障电流，维数为3×1；为母线的故障变化电压，维数为3×1；为母线的故障变化电压，维数为3×1；为故障点的故障变化电压，维数为3×1。 将(9)代入(10)中，可得： (11) (12) 联立(11)和(12)，消去，整理得： (13) 式中 和为故障距离的表达式系数，且：，。 1.2非同步测距新原理 当双端电气量测距非同步