基于双端不同步采样的同杆双回线故障测距算法

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1、．．◆一__强灸-f分橇YANIIUYUFENX基于双端不同步采样的同杆双回线故障测距算法张艳桃，袁兆强(三峡大学电气信息学院，湖北宜昌443002)为输电线路单位长度的单相电感、电容、导线电阻、O引言导线对地泄漏电导．系统的角频率为，则输电线路的传播系数T=~／(Ro+⋯jwLo)(Go+jwCo)，输电线路的在同杆双回线故障时，精确的故障测距对快速准确查找故障点、迅速排除故障和及时恢复线路供波阻抗=、／舞。电具有重要意义。输电线路的故障测距按电气量的获取方式可分为单端测距和双端测距两类，前者从理论上难以摆脱故障点过渡电阻和系统运行参

2、数变化的影响：后者利用线路两侧的电、电流测量值可以基本消除过渡电阻对测距精度的影响。日前大部图1同杆双回线系统简图分双端测距算法采用基于GPS同步采样的双端测距图1为故障线路示意，假定在距离m端处的厂算法，该算法虽然简单，易于实现，但需要J：~DI：IGPS点发生故障。此时输电线分成了，、，两部分。m和厂接收装置等硬件设备，造价高，同时测距还要依赖于之间任一点的电压和电流可以用m点的电压电流来GPS的可靠运行。因此不需要两端数据同步的测距表示。同理，n和，之问任一点的电压和电流可以用n算法较之更为优越，具有较大的T程实用价值。点的电压和

3、电流来表示，因此故障点厂是惟一一个可文献『1】中的算法计算简单，精度较高，但在同以用两端电压电流值表示的点。假设两端不同步角名相跨线故障且过渡电阻相同时会失灵。本文在此为6．以m端的采样值为基准，由输电线路传输线方基础上对测距算法做了一些改进，改进后的算法能程可得：够克服同名相跨线故障失灵的情况。数字仿真结果f仁f／，『J(：h()一，，,Z．sh(Tx)(1)表明．该算法具有较高的测距精度。=[eh(y(L—))一，sh((，J—))je(2)1基于双端不同步采样算法的基本从线路两端得到的故障点电压应该相等，则有：原理＼IU,ooh(

4、T．)一lz—sh(yx)]e=Uneh(y(L-x))一IZrsh(y(L-x)(3)对于一条实际的输电线路尤其是长线，应考虑故障前的电压电流方程有：分布参数特性，若不考虑将会造成较大的误差。假设输电线路为参数均匀分布的线路，Lo,C。、RG。分别f／，=f／ch(vL)一，，sh()(4)收稿日期：2009—06—26作者简介：张艳桃(1983一)，女，湖北宜F1人，颀研究生．从事电力系统继电保护j控制方面的研究。YAN．JIUYUFEN碗究与分橇l0

5、。。0一。目一¨0*0以下式子进行转化：式中：、、Ira,，分别为故障后线路两侧

6、母线m端、Zo=Z,+2Zo,，ZI==五一，gom=3z端的电压电流的故障分量；U～U、，分别为故障yo=y+2Y，Y1=l，2=y一Y，Y0，=3y00前的电压、电流相量；表示m和凡之问线路的总长度。因在各种故障类型中，同序正序电压、电流始终ⅡN鬯吨将式(3)和式(4)分解成实部和虚部，即可得到存在，故0本文选n择同序正序量进行计算，从而不用判关于一组非线性方程，通过迭代法即可求出断故障类。型l1】。故障距离Xl”将故障后同序正序电压、电流代人式(3)得：[己1ch(TT1X)-I,,T111sh(yT1)】e书=2同杆双回线的测距

7、公式己ch(—))一，Zrsh(y。(L-x))(5)设在双回线中每回线各相单位长度的自阻抗和将故障前同序正序电压、电流代入式(4)得：自导纳分别为和y，每回线各相问单位长度的互fr1e-Ja=GT1ch(yyl)一11，lsh(yL)(6)阻抗和互导纳Y,o~N相等，两回线线问单位长度的互阻抗z和互导纳y也相等。当双回线的参数其中：~ZT1Y'TI，。=，y】，将式T1对称时，可以将双回线的电流电压用六序分量的变(5)、式(6)分解成实部和虚部，可以得到一组非线性换矩阵口盼解为6个独立的序分量。六序变换矩阵为：方程：al-bl—CI+

8、l0az-b2一C2+(z2=0M=~,a=ej12~,a2=e-JJ20a¨-bfI+0iI=0~22-b22+。22=0相量和模量之间的关系为：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，=[‰、．哟同反向零d。=Re[／一¨sh一))]d2-Im[I一¨shn一))】序、正序、负序电压六序分量；uIn=ivI

9、UIUIcUⅡall=Re(f／1e~2=Im(Ule-J~)UⅡUⅡc】哟双回线电压相量；，0，FD，1，F1，12b11=Re(U',mch(Tlr】))b22=Im(U'．Tjch(yT1))，心]为