三端接线输电线路故障定位技术研究

发布时间：2020-07-15 09:51

【摘要】：随着电网规模的不断扩大,为了节约设备和线路走廊的投资成本,三端接线输电线路逐渐成为11OkV输电线路的主要接线方式,而如何实现三端接线输电线路故障位置的准确定位,对于电网安全运行非常关键。从大量的实际运行经验来看,目前主要的三端接线方式有三端均为电源型和一端为纯负载两端为电源接线形式。针对这两种接线形式,本文通过理论分析和仿真技术,首先判断故障点所在支路,然后分析故障支路的故障位置。以正序故障分量电流的概念为基础,分析了三端线路T接位置两个故障分量电流的相位关系;即如果出现区外故障,那么两个故障分量电流的相位基本一致;如果出现区内故障,那么两个故障分量电流的相位基本相反。针对三端电源型T接线路,通过建立故障分量等值电路模型,分析了不同支路故障时相关电流的相位及幅值特征,提出了适合该类型三端线路的故障支路识别方法。利用MATLAB/Simulink仿真软件,在不同潮流条件下对故障支路识别方法进行了仿真验证。针对一端负载型T接线路,分析不同支路故障中各个支路电流相位及幅值的特点,总结了故障电流波形“正向变化”和“反向变化”的规律,提出了一端负载型T接线路故障支路判别方法,在不同潮流条件下进行了仿真验证。在明确了故障所在支路的情况下,以行波的折反射特点为基础,分析了T接输电线路行波的折反射规律,给出了确定故障点的方法,并进行了仿真验证。依据故障分量电流确定故障支路、行波确定故障位置的方法,设计了满足三端接线输电线路的故障监测设备,介绍了该设备的装置组成、安装措施及软硬件配置要求。
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM75
【图文】：

单端故障测距技术：该技术只需要在输电线路的一端设置监测设备，如果输电线逡逑路出现故障时，行波往返于母线和故障位置，经由监测设备获得的前后两次行波波头逡逑时间，便能够得到故障位置和监测位置的距离，原理如图１．２所示。图中令线路故障逡逑位置是Ａ点，监测设备设置于母线的Ｍ处，如果故障位置的行波第一次传送至监测设逡逑备的时间是之后，经由母线和故障位置反射再次把行波信号传送至监测设备的时逡逑间是，波速是ｖ，那么故障位置和监测设备之间的距离是逡逑尤＝（厶叫／２邋＝邋［（，２－，丨）．１，］／２。逡逑Ｍ邋：逦，逦Ｎ逡逑４逦逡逑，＾１逦Ｌｚｌ逦．逡逑４—逦逦？逡逑Ｌ逡逑图１．２单端故障位置判断技术示意图逡逑４逡逑

两端故障定位技术：该技术需要在输电线路的两端设置监测设备，线路的长度己逡逑知，只是各自分析故障位置和监测设备的行波波头传播时间，便能够得到故障位置到逡逑输电线路两端的长度［１８］。如图１．３所示，假设故障位置出现在输电线路的Ａ点，监测逡逑设备分别设置在母线Ｍ和Ｎ端，如果故障出现于＾时刻，令两端母线采样第一次故障逡逑行波时间依次是／Ｍ、／ｗ，是故障位置到母线Ｍ端与Ｎ端的长度，那么故障位置逡逑和两监测设备的长度依次是＝邋（＿Ｌ邋＋邋ｖ＊（／＾邋－／〃））／２与々＝（Ｚ－ｖ．（／＾邋—邋Ｇ））／２。逡逑Ｍ逦Ｎ逡逑逦＾逦逡逑？逦＾＾？逡逑４逦？逡逑Ｌ逡逑图１．３两端故障位置判断示意图逡逑和单端故障位置测距技术比较，该技术需要在输电线路的两端设置监测设备，并逡逑且采样必须同步进行，所以投资相对多一些，然而因为故障初始行波信号比较强，采逡逑样容易实现，并且输电线路的过渡电阻、系统结构和分布电容不会千扰设备分析工作，逡逑使得该技术可以准确判断故障位置。随着北斗技术和ＧＰＳ技术在电网的大量使用，保逡逑证了两端故障位置判断技术的同步采样，消除了设备难以同步采样的难题，于是该技逡逑术目前主要关注怎样能够进一步提高判断故障行波的初始波头。逡逑通过对比这三种技术

，ｚａ２，乙。和ＺＡＩ，邋ｚｉ２，邋ＺＡ。分别为两端电源的正序、负序、零序阻ｚｉ２，ｚｉ（）为两端输电线路的正序、负序、零序阻抗。＆，＆为两端电源的动势，Ｆ为故障点（本文所讨论的电势￡、电压［／、电流／等均为相量）。逡逑根据图２．１中的参数，运用对称分量法可以得到该系统的正序、负序、零序下图２．２所示：逡逑＾邋ｊ１邋｜邋Ｆ邋＾￣＾ＺＬ＼＿＿！＿《’态—逦ａ＾Ｌ２邋Ｆ邋（ｌ：ＯｐＺ￡２邋｜逡逑①４逦ｊ邋，逦①４逡逑ｎ逦ｎ逡逑Ｔ逦Ｉ逦ｌ逦．逡逑ｎ逦？逡逑正序灥逦负序序网逡逑

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本文编号：2756335