基于多算法的輸電線路故障測(cè)距系統(tǒng)

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1、基于多算法的輸電線路故障測(cè)距系統(tǒng)基于多算法的輸電線路故障測(cè)距系統(tǒng)束洪春1，司大軍2，陳學(xué)允2(1．昆明理工大學(xué)，云南省昆明市650051；2．哈爾濱工業(yè)大學(xué)，黑龍江哈爾濱市150001)摘要：集錄波和故障測(cè)距的錄波器已經(jīng)在現(xiàn)場(chǎng)得到了廣泛的應(yīng)用，但是其自帶的故障測(cè)距功能算法算法單一，往往只有單端和雙端測(cè)距算法各一種，很難保證在各種情況下測(cè)距結(jié)果精確可靠，并且算法多使用廠家自定義的數(shù)據(jù)格式，不便于算法之間的通用。為了解決以上問(wèn)題，作者提出了基于多算法的輸電線路故障測(cè)距系統(tǒng)，它使用大多數(shù)錄波裝置都支持的IEEETRADE數(shù)據(jù)格式，具有良好的通用性

2、；它使用當(dāng)前最新的測(cè)距算法，定位精度高、定位可靠，而且所用測(cè)距算法以動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)(DLL)編程實(shí)現(xiàn)，便于算法的修改與更新。關(guān)鍵詞：IEEETRADE；故障測(cè)距；輸電線路；電力系統(tǒng)IEEETRADEBASEDFAULTLOCATIONSYSTEMULTI-ALGORITHMSFORTRANSMISSIONLINESHUHong-chun1，SIDa-jun2，CHENXue-yun2(1．KunmingUniversityofScienceandTechnology，Kunming650051，YunnanProvince，China；2．Ha

3、rbinInstituteofTechnology，Harbin150001，HeilongjiangProvince，China)ABSTRACT:端xf處發(fā)生電弧故障，故障點(diǎn)f兩側(cè)線路分別使用π型等效模型，則式中下標(biāo)s=0,1,2表示模分量；R、L、C分別表示線路的每公里電阻、電感、電容。對(duì)于A·相接地故障有當(dāng)故障點(diǎn)的電壓電流處于電弧轉(zhuǎn)移特性的飽和段時(shí)，與之對(duì)應(yīng)的電弧等值電壓源uarc(t)和內(nèi)阻Rarc可保持不變[7]。通過(guò)以差分代替導(dǎo)數(shù)的方法，過(guò)渡電阻Rarc及電弧等值電壓源uarc(n)可用電壓電流采樣值表示為式中為故障點(diǎn)的電流，

4、。由于在高壓和超高壓輸電系統(tǒng)中，線路及系統(tǒng)的電抗遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電阻，電抗起著決定性作用，在較短時(shí)間內(nèi)本文將K看作常數(shù)。故可作以下定義為減小偶然誤差對(duì)測(cè)距精度的影響，借鑒最小二乘法的思路,求取多個(gè)，并以各個(gè)的均方差Er的平方最小為目標(biāo)建立故障測(cè)距算法求解xf。亦可方便地推出兩相接地、三相接地和三相短路等故障類(lèi)型的求解表達(dá)式，這里不再贅述。(2)雙端時(shí)域測(cè)距方法設(shè)故障點(diǎn)到M端的距離為xf，則由M端的電壓電流求得故障點(diǎn)正序電壓uM,f(t,xf)為式(10)中tδ為M、N兩端不同步采樣的時(shí)間差，可使用故障前的穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)求得。根據(jù)由兩端數(shù)據(jù)求得的故障點(diǎn)電壓

5、應(yīng)該相等的原理并對(duì)式(9)與式(10)離散化構(gòu)造定位函數(shù)得由此構(gòu)造定位方程為式中l(wèi)為輸電線路的長(zhǎng)度。在[0,l]區(qū)間上，以一定步長(zhǎng)(如1km)變化xf，逐步搜索使Er(xf)最小，此時(shí)的xf就是故障位置。以上兩種測(cè)距方法可以推廣到雙回線路。另外在故障測(cè)距系統(tǒng)中還有工頻量的測(cè)距方法，由于篇幅所限不能一一列出。筆者對(duì)多算法的測(cè)距系統(tǒng)用軟件加以實(shí)現(xiàn)，形成了基于多算法的輸電線路故障測(cè)距程序。它可以對(duì)單回和雙回線路分別使用多種單端和雙端測(cè)距方法進(jìn)行故障定位，為用戶提供更多的信息，并給出詳細(xì)的測(cè)距結(jié)果。軟件的測(cè)距界面使用BorlandC++Builde

6、r開(kāi)發(fā)，簡(jiǎn)潔明了，使用方便；測(cè)距算法使用標(biāo)準(zhǔn)C++語(yǔ)言在VisualC++環(huán)境下開(kāi)發(fā)，以動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)(DynamicLinkLibrary，DLL)的方式與前臺(tái)測(cè)距程序相鏈接，做到了前臺(tái)界面與算法的分離。所以本軟件可以通過(guò)添加或更新DLL以及相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)的方法很容易地實(shí)現(xiàn)算法更新，從而及時(shí)地把最新的故障測(cè)距研究成果應(yīng)用到生產(chǎn)實(shí)踐當(dāng)中去。圖4為本軟件主界面，它完成選擇線路類(lèi)型、被測(cè)距線路、測(cè)距算法以及加載錄波文件等操作。圖5為測(cè)距算法選擇，對(duì)于每種情況，都有多種算法供用戶選擇。圖6為測(cè)距結(jié)果記錄，用于記錄多次的測(cè)距結(jié)果?；诙嗨惴ǖ妮旊娋€路故障測(cè)

7、距系統(tǒng):5結(jié)論(1)由于IEEETRADE標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有電流通道與電壓通道的關(guān)聯(lián)，所以直接使用其進(jìn)行測(cè)距比較困難。因此建立了將IEEETRADE文件轉(zhuǎn)換為中間文件的故障測(cè)距方法；(2)為了解決現(xiàn)有錄波器測(cè)距算法單一的問(wèn)題，提出了多算法的故障測(cè)距系統(tǒng)方案。(3)本文建立的基于多算法的輸電線路故障測(cè)距系統(tǒng)，使用了目前先進(jìn)的測(cè)距算法，可以使用任何錄波器保存的TRADE標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，并有良好的擴(kuò)充升級(jí)能力，在昆明供電局應(yīng)用效果令人滿意。