基于雙端不同步采樣的同桿雙回線故障測(cè)距算法

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1、．．◆一__強(qiáng)灸-f分橇YANIIUYUFENX基于雙端不同步采樣的同桿雙回線故障測(cè)距算法張艷桃，袁兆強(qiáng)(三峽大學(xué)電氣信息學(xué)院，湖北宜昌443002)為輸電線路單位長(zhǎng)度的單相電感、電容、導(dǎo)線電阻、O引言導(dǎo)線對(duì)地泄漏電導(dǎo)．系統(tǒng)的角頻率為，則輸電線路的傳播系數(shù)T=~／(Ro+?jwLo)(Go+jwCo)，輸電線路的在同桿雙回線故障時(shí)，精確的故障測(cè)距對(duì)快速準(zhǔn)確查找故障點(diǎn)、迅速排除故障和及時(shí)恢復(fù)線路供波阻抗=、／舞。電具有重要意義。輸電線路的故障測(cè)距按電氣量的獲取方式可分為單端測(cè)距和雙端測(cè)距兩類(lèi)，前者從理論上難以擺脫故障點(diǎn)過(guò)渡電阻和系統(tǒng)運(yùn)行參

2、數(shù)變化的影響：后者利用線路兩側(cè)的電、電流測(cè)量值可以基本消除過(guò)渡電阻對(duì)測(cè)距精度的影響。日前大部圖1同桿雙回線系統(tǒng)簡(jiǎn)圖分雙端測(cè)距算法采用基于GPS同步采樣的雙端測(cè)距圖1為故障線路示意，假定在距離m端處的廠算法，該算法雖然簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，但需要J：~DI：IGPS點(diǎn)發(fā)生故障。此時(shí)輸電線分成了，、，兩部分。m和廠接收裝置等硬件設(shè)備，造價(jià)高，同時(shí)測(cè)距還要依賴(lài)于之間任一點(diǎn)的電壓和電流可以用m點(diǎn)的電壓電流來(lái)GPS的可靠運(yùn)行。因此不需要兩端數(shù)據(jù)同步的測(cè)距表示。同理，n和，之問(wèn)任一點(diǎn)的電壓和電流可以用n算法較之更為優(yōu)越，具有較大的T程實(shí)用價(jià)值。點(diǎn)的電壓和

3、電流來(lái)表示，因此故障點(diǎn)廠是惟一一個(gè)可文獻(xiàn)『1】中的算法計(jì)算簡(jiǎn)單，精度較高，但在同以用兩端電壓電流值表示的點(diǎn)。假設(shè)兩端不同步角名相跨線故障且過(guò)渡電阻相同時(shí)會(huì)失靈。本文在此為6．以m端的采樣值為基準(zhǔn)，由輸電線路傳輸線方基礎(chǔ)上對(duì)測(cè)距算法做了一些改進(jìn)，改進(jìn)后的算法能程可得：夠克服同名相跨線故障失靈的情況。數(shù)字仿真結(jié)果f仁f／，『J(：h()一，，,Z．sh(Tx)(1)表明．該算法具有較高的測(cè)距精度。=[eh(y(L—))一，sh((，J—))je(2)1基于雙端不同步采樣算法的基本從線路兩端得到的故障點(diǎn)電壓應(yīng)該相等，則有：原理＼IU,ooh(

4、T．)一lz—sh(yx)]e=Uneh(y(L-x))一IZrsh(y(L-x)(3)對(duì)于一條實(shí)際的輸電線路尤其是長(zhǎng)線，應(yīng)考慮故障前的電壓電流方程有：分布參數(shù)特性，若不考慮將會(huì)造成較大的誤差。假設(shè)輸電線路為參數(shù)均勻分布的線路，Lo,C。、RG。分別f／，=f／ch(vL)一，，sh()(4)收稿日期：2009—06—26作者簡(jiǎn)介：張艷桃(1983一)，女，湖北宜F1人，頎研究生．從事電力系統(tǒng)繼電保護(hù)j控制方面的研究。YAN．JIUYUFEN碗究與分橇l0

5、。。0一。目一¨0*0以下式子進(jìn)行轉(zhuǎn)化：式中：、、Ira,，分別為故障后線路兩側(cè)

6、母線m端、Zo=Z,+2Zo,，ZI==五一，gom=3z端的電壓電流的故障分量；U～U、，分別為故障yo=y+2Y，Y1=l，2=y一Y，Y0，=3y00前的電壓、電流相量；表示m和凡之問(wèn)線路的總長(zhǎng)度。因在各種故障類(lèi)型中，同序正序電壓、電流始終ⅡN鬯噸將式(3)和式(4)分解成實(shí)部和虛部，即可得到存在，故0本文選n擇同序正序量進(jìn)行計(jì)算，從而不用判關(guān)于一組非線性方程，通過(guò)迭代法即可求出斷故障類(lèi)。型l1】。故障距離Xl”將故障后同序正序電壓、電流代人式(3)得：[己1ch(TT1X)-I,,T111sh(yT1)】e書(shū)=2同桿雙回線的測(cè)距

7、公式己ch(—))一，Zrsh(y。(L-x))(5)設(shè)在雙回線中每回線各相單位長(zhǎng)度的自阻抗和將故障前同序正序電壓、電流代入式(4)得：自導(dǎo)納分別為和y，每回線各相問(wèn)單位長(zhǎng)度的互fr1e-Ja=GT1ch(yyl)一11，lsh(yL)(6)阻抗和互導(dǎo)納Y,o~N相等，兩回線線問(wèn)單位長(zhǎng)度的互阻抗z和互導(dǎo)納y也相等。當(dāng)雙回線的參數(shù)其中：~ZT1Y'TI，。=，y】，將式T1對(duì)稱(chēng)時(shí)，可以將雙回線的電流電壓用六序分量的變(5)、式(6)分解成實(shí)部和虛部，可以得到一組非線性換矩陣口盼解為6個(gè)獨(dú)立的序分量。六序變換矩陣為：方程：al-bl—CI+

8、l0az-b2一C2+(z2=0M=~,a=ej12~,a2=e-JJ20a¨-bfI+0iI=0~22-b22+。22=0相量和模量之間的關(guān)系為：其中：al=Re[U,．TlchTl)er上2=Im[f_lchT1)ef／r}UIII，Ⅱ=M一，I“b1=Re[I~T1TIsh(yT1．)e-qb2=Im[ImT1Tlsh¨x)eZ1_ZMYrF’YMCl=Re[nch—))]cz=Im[-ch(y—))]其中，=[‰、．喲同反向零d。=Re[／一¨sh一))]d2-Im[I一¨shn一))】序、正序、負(fù)序電壓六序分量；uIn=ivI

9、UIUIcUⅡall=Re(f／1e~2=Im(Ule-J~)UⅡUⅡc】喲雙回線電壓相量；，0，F(xiàn)D，1，F(xiàn)1，12b11=Re(U',mch(Tlr】))b22=Im(U'．Tjch(yT1))，心]為