基于分布参数模型的高压输电线路故障测距新算法研究

随着电力系统规模的日益扩大,高压远距离输电线路日益增多,输电线故障对电力系统运行的危害也愈加严重,因此对输电线路保护和测距装置提出了更高的要求。论文首先对故障测距的发展历史和研究现状以及新进展进行了综述性介绍,并比较了传统的测距算法的优缺点,然后提出了能够有效提高基于集中参数线路模型的单端故障测距精度的距离修正方法,和基于分布参数线路模型的比相式单端故障测距方法,在单端测距的基础上,进一步推导出了比相式双端故障测距方法。 本文提出的单端故障距离修正方法根据集中参数线路模型测距算法的实测距离,换算成与模型匹配的正序测量阻抗。然后,基于输电线路分布参数模型,推导出金属短路时应测的故障环路正序阻抗与实际距离的对应关系。通过测量阻抗将实测距离和实际距离关联起来形成修正公式,在理论上消除了线路分布电容带来的误差,提高了测距精度。 比相式单端测距算法的原理为:通过相模变换与反变换估算出沿线各点故障相电压与相电流的分布,利用线路在故障点处故障相残压与故障分量电流相位差最小的故障特征进行定位,本算法理论上不受过渡电阻影响。 比相式双端测距算法则利用实时计算的对侧系统阻抗来计算电流分布系数,从而精确获得由本侧故障电流推出的故障点处的故障电流,获得较高的测距精度。 本论文所提的新算法均是基于工频量,对采样率要求不高,完全可以结合在现有的录波器或保护装置中,具有较大的工程应用价值。大量的ATP仿真试验验证了算法的有效性。