同杆双回线断相故障计算的解耦相分量法
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超高压同杆双回线三处故障的计算林军;严利雄;王汇【摘要】为解决同杆双回线故障计算复杂的问题,采用相分量直接计算的方法.用0,1,2分量进行超高压同杆双回线故障计算时将遇到零序分量间存在零序互阻抗和零序互电纳的问题.采用特征模量分解方法对同杆多回线间的零序参数解耦,并给出了同杆双回线零序参数特征模量分解矩阵,通过特征模量分解得到同杆双回线路两端之间的零序电量关系.对正序、负序和零序分量进行对称分量反变换,构成转移矩阵,采用相分量对同杆双回线三处故障计算,算法采用分布参数的线路数学模型,与仿真结果比较表明,该方法完全正确.说明复杂的问题可以采用基本的数学方法得到完美的解决.【期刊名称】《华北电力技术》【年(卷),期】2016(000)002【总页数】5页(P1-5)【关键词】对称分量;同杆双回线;故障计算;零序;解耦【作者】林军;严利雄;王汇【作者单位】福建工程学院,福建福州350108;福州大学电气工程学院,福建福州350108;国网湖北省电力公司检修公司,湖北武汉430050;国网湖北省电力公司检修公司,湖北武汉430050【正文语种】中文【中图分类】TM461·电网技术·*国家电网公司科技项目资助(合同号:NWG-DD-QT[2011]164),福建省自然科学基金资助项目(2008J0011),福建省科技计划重点项目(2009H003)同杆双回线因性价比高的特点在电网中得到了越来越广泛的应用。
同杆双回线由于可产生跨回路的故障,其故障组合复杂。
对于许多无法计算的故障,多采用暂态仿真方法获得结果。
暂态仿真采用数值算法,其误差大小缺乏理论的验证。
同杆双回线传统的集中参数零序等值方法[1-2] 并不考虑分布电容的影响,长距离的超高压同杆双回线的计算必须考虑分布电容的影响,在同杆双回线研究中很少提及精确的理论计算[3-5]。
虚拟网络加网络操作法[6]采用集中参数,未考虑分布电容。
六序分量算法在同杆双回线的多重故障计算时构成的复合序网非常复杂,而且必需假设双回线的参数完全相等。
摘要电力系统故障分析计算方法一直是学术研究的热点,其在电力系统规划设计、事故分析和电力系统继电保护装置运行整定及其动作行为分析中起着非常重要的作用。
由于同杆双回线跨线故障种类繁多,故障计算存在着方法不统一,故障模拟方法复杂,物理概念不明确等缺点,因此有必要寻找一种简单易行的解决此故障的计算方法。
同杆双回线断相故障计算的特征分析是按照仅保留双回线的原则,选取同杆双回线首末节点作为边界节点,在相坐标下将同杆双回线进行解耦处理,建立同杆双回线的解耦等值电路。
这种方法避免了直接在相坐标下进行计算时各相之间的耦合,根据简单的电路理论即可分析复杂的同杆双回线完全或者非完全的断相故障;另外,此方法避免了同杆双回线断相故障计算中复杂的序网连接,可以方便、精确地模拟同杆双回线的各种断相故障,且可以方便计及非完全断相时的断口处的故障阻抗。
通过算例表明,该方法是分析计算同杆双回线断相故障的一种十分有效的方法。
总之,对称分量法或者六序分量法存在计算复杂、物理意义不明确、没有充分利用断线电流为零的条件等缺点。
实际上,在相坐标下模拟同杆双回线的断相故障是一种简单、有效的方法。
然而,由于各相之间存在着偶合,导致同杆双回线的断相计算非常繁琐。
因此,要进行同杆双回线断相故障的分析与计算,特征分析更有优势。
关键词同杆双回线,断相故障,特征分析AbstractA decoupling phase domain method is given for calculating open conductor faults of the double circuit line on the same pole. In the phase domain, the double circuit line is decoupled in terms of only remaining fault lines while the two–terminal nodes of the double circuit line are selected as boundary nodes. This algorithm is easy to understand and unified use of the simple circuit theory to treat the complicate open conductor fault of the double circuit line. Have avoided the coupling between every phase while calculating in this kind of method, can analyze the complicated faults in the double circuit line on the same pole; In addition, the complex connections between sequence networks are avoided in fault calculations and the open conductor faults can be modeled accurately; and the influence of the fault impedance in incomplete open conductor fault can be modeled simple. The numerical example shows that the method is very effective.Key Words double circuit line on the same pole, open conductor faults, decoupling phase domain method目录第一章绪论 .......................................................................................................... - 1 -1.1 选题的目的和意义 .............................................................................. - 1 -1.2本课题研究的现状 ............................................................................... - 1 -1.3 本论文的主要工作 .............................................................................. - 2 - 第二章对称分量法 .............................................................................................. - 3 -2.1 对称分量法 .......................................................................................... - 3 -2.2 对称分量在不对称故障分析中的应用 .............................................. - 5 -2.3 用对称分量法分析断线故障的局限性 .............................................. - 7 -2.4 本章小结 .............................................................................................. - 7 - 第三章特征分析 ................................................................................................... - 8 -3.1 同杆双回线的解耦等值电路 .............................................................. - 8 -3.2断相故障计算的特征分析 ................................................................ - 12 -3.3 本章小结 ............................................................................................ - 12 - 第四章基于断相故障的特征分析的分析 .................................................. - 13 -4.1IAIIAC断相情况的故障电流的分析 ................................................ - 13 -4.2 IAIIAC断相情况的节点电压的分析 ............................................... - 14 -4.3 IIABC情况的回路方程的分析 ......................................................... - 14 -4.4本章小结 ............................................................................................ - 15 - 第五章算例分析 ................................................................................................. - 16 -5.1 算例分析 ............................................................................................ - 16 -5.2本章小结 ............................................................................................ - 20 - 第六章程序设计方法........................................................................................ - 21 -6.1回路电流方程 .................................................................................... - 21 -6.2 节点导纳矩阵 .................................................................................... - 24 -6.3 高斯消去法求解线形方程组 ............................................................ - 29 -6.4求逆矩阵 ............................................................................................ - 32 -6.5 相分量与序分量的变换 .................................................................... - 33 -6.6 本章小结 ............................................................................................ - 34 - 结论 ........................................................................................................................ - 35 -谢辞 ........................................................................................................................ - 36 -参考文献 ................................................................................................................. - 37 -第一章绪论1.1 选题的目的和意义目前电力系统发展的现状使得输电线路的建设越来越受到限制,同杆双回线由于占用的线路走廊窄,因此双回平行输电线路成为一种常用的架设方式,而含有双回线的系统往往是参数不对称的系统。
同杆双回线路综合故障选相方案田书;寿好俊;刘芳芳【摘要】为保证同杆双回线中单回线故障的选相性能,同时实现跨线故障准确选相,提出基于相电流差突变量的综合故障选相方案.该方案将故障分为三类,根据相电流差突变量选相元件在不同故障类型下的选相特性,有针对性地改进选相方法.对单回线和同名跨线故障,直接或等价后采用相电流差突变量选相方法;对非同名跨线故障,采用改进的相电流差突变量两步选相方法,这样自适应选择不同的选相方案,既保证单回线选相的性能,又能实现跨线故障准确选相.利用PSCAD/EMTDC软件对不同故障类型、故障位置、过渡电阻情况的大量仿真,验证了此方案的可行性.综合故障选相方法原理简单,逻辑清晰,为同杆双回线路第二套主保护或者后备保护提供故障选相.【期刊名称】《电力科学与工程》【年(卷),期】2016(032)005【总页数】6页(P20-24,31)【关键词】同杆双回线;相电流差突变量;选相;跨线故障;同名相和电流【作者】田书;寿好俊;刘芳芳【作者单位】河南理工大学电气工程与自动化学院,河南焦作454000;河南理工大学电气工程与自动化学院,河南焦作454000;河南理工大学电气工程与自动化学院,河南焦作454000【正文语种】中文【中图分类】TM77同杆并架双回线作为新建超高压以及特高压等级线路首选的输电形式,在带来巨大经济效益的同时,也使电网的安全可靠运行面临巨大挑战[1]。
同杆双回线路保护需要选相跳闸,对保护的选相元件提出了极高的要求。
然而双回线故障类型多达120种,其中跨线故障有98种,并且双回线之间距离较近,耦合情况复杂,导致传统基于单回线的选相元件应用于双回线尤其是跨线故障时会误动作。
因此近年来有很多学者致力于同杆双回线路的故障选相研究。
文献[2]提出了基于电流突变量的单端单回线综合选相方案,针对电流突变量选相元件在同塔双回线故障下的动作特性,以测量阻抗、方向元件为辅助判据构成综合的选相方案,但为克服单端单回线电气量数据冗余度不足,导致选相过程复杂。
基于双端量的同杆双回线故障测距
吴刚;喻小婷;陈伟;郭玮
【期刊名称】《陕西电力》
【年(卷),期】2011(39)4
【摘要】针对同杆双回线不能忽略线间分布电容对测距结果的影响,文中采用基于线路的分布参数模型,利用相模变换将耦合双回线解耦,并采用双端法在模域中利用模量对同杆双回线进行故障测距.该算法既可用于单回线故障,也可用于跨线故障测距.仿真结果表明,该算法具有较高的精度,并且原理简单、易于实现,不受故障类型、故障距离等因素的影响.
【总页数】5页(P25-29)
【作者】吴刚;喻小婷;陈伟;郭玮
【作者单位】三峡大学电气与新能源学院,湖北,宜昌,443002;三峡大学电气与新能源学院,湖北,宜昌,443002;三峡大学电气与新能源学院,湖北,宜昌,443002;武汉大学,电气工程学院,湖北,武汉,430072
【正文语种】中文
【中图分类】TM771
【相关文献】
1.基于GPS的双端量故障测距离算法研究 [J], 高厚磊;刘海波
2.基于双端量的串联补偿线路单相接地故障测距算法 [J], 张金虎;徐振宇;杨奇逊
3.基于纵向阻抗的双端量故障测距新算法 [J], 夏经德;张向聪;黄新波;康小宁;邵文
权;刘毅力
4.基于双端不同步采样的同杆双回线故障测距算法 [J], 张艳桃;袁兆强
5.基于非同步双端量的高压架空输电线路故障测距 [J], 李侠
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同杆并架双回线故障选相及测距算法的研究的开题报告1. 研究背景及意义同杆并架双回线是电力输电中常见的布局方式,由于线路接近并行,存在互感和电气干扰等问题,容易导致线路故障。
因此,在同杆并架双回线故障发生时,需对故障的位置和故障相数进行准确判断,以便迅速将故障隔离,确保线路的安全运行。
现有的故障选相及测距算法主要基于传统的距离保护原理,并不完全适用于同杆并架双回线的故障判断。
因此,对同杆并架双回线应用的故障选相及测距算法进行深入研究,对提高同杆并架双回线故障判断的准确性和效率具有重要意义。
2. 研究目的及内容本课题旨在研究同杆并架双回线故障选相及测距算法,探索一种高效、精确的算法来解决同杆并架双回线故障选相及测距问题。
具体研究内容包括:(1)同杆并架双回线故障特性分析,对同杆并架双回线故障形成的机理、故障类型及特征等进行研究。
(2)同杆并架双回线故障选相及测距算法的研究,基于同杆并架双回线的故障特性,结合传统距离保护原理,提出适用于同杆并架双回线的故障选相及测距算法。
(3)算法仿真与实验验证,利用Matlab等工具进行算法仿真,验证算法的有效性和可行性。
3. 研究方法本课题主要采用文献资料法、理论分析法和实验仿真法。
具体分为以下几个步骤:(1)搜集同杆并架双回线故障选相及测距算法的相关文献资料,对同杆并架双回线故障的特性进行分析。
(2)结合传统距离保护原理,提出适用于同杆并架双回线的故障选相及测距算法,并对算法进行理论分析。
(3)利用Matlab等工具进行算法仿真,验证算法的有效性和可行性。
(4)通过实验验证算法的性能,并进行性能比较和分析。
4. 预期成果及应用价值本课题的预期成果是针对同杆并架双回线故障选相及测距问题的一种高效、精确的算法,为同杆并架双回线故障判断提供科学、准确、可靠的依据。
同时,研究结果还可为同杆并架双回线的建设和维护提供参考,具有重要的应用价值。
同杆并架双回线故障测距的新算法陈坤燚;钟建伟【摘要】基于同杆并架双回线集中参数模型,提出了一种利用电磁耦合关系的双端测距算法。
该方法是建立在集中参数模型基础上,依据相间、线间电气量耦合关系计算沿线分布电压,利用从两端计算的故障点电压相等这一原理构造测距方程。
该算法避免了利用六序分量法解耦,因此,也能够用于不完全换位输电线路的故障测距;采用集中参数模型构造算法,大大减小了计算量。
仿真结果表明,该算法具有较高测距精度,且不受双端数据同步、负荷大小和过渡电阻的影响。
%Based on the lumped parameter models of the double transmission line on the same tower , the paper proposed a new fault location algorithm which use the relationship of electromagnetic coupling be -tween the doublelines .This algorithm calculates the distributing voltage along the lines by using the rela-tionship of electromagnetic coupling between conductors , then we can structure equations by using the principle of the distributing voltages calculate from the two side are equal .The algorithm avoid using the method of six sequence fault component to decoupling parameters , so the algorithm is suited to the no-complete transposition line .The calculation model adopts the lumped parameter models , so the calculated amount is decreased .The PSCAD simulation test indicates that the new algorithm has higher accuracy and is not affected by the load size , transition resistance or the synchronization of data .【期刊名称】《湖北民族学院学报(自然科学版)》【年(卷),期】2014(000)001【总页数】5页(P110-114)【关键词】继电保护;同杆并架双回线;故障测距【作者】陈坤燚;钟建伟【作者单位】湖北民族学院信息工程学院,湖北恩施445000;湖北民族学院信息工程学院,湖北恩施445000【正文语种】中文【中图分类】TM773同杆并架双回线具有输送容量大,占地少,出线走廊窄,建设快,投资少等一系列优点,目前在高压、超高压输电中已经得到了广泛的使用.准确,可靠的故障测距,对恢复供电、提高经济效益以及对系统的安全稳定有着重要意义.然而,由于同杆并架双回线是两回线路共用一杆塔,线间距离较近,故障类型不仅仅是相间和接地故障,还会存在一系列复杂的跨线故障,导线间不仅仅存在相间耦合关系,而且还存在线间的耦合关系,因而,同杆并架双回线测距有其特殊性.在同杆双回线测距方面,众多学者作出了大量卓有成就的研究,提出了很多同杆双回线的测距算法.文献[1]提出了一种使用单端工频电气量进行故障测距的算法,该算法适用于单线故障;文献[2]采用分布参数,利用双端数据提出了一种在准确参数未知时的故障测距新方法;文献[3]利用故障点处同向正序电流与反向正序电流的特殊关系来进行故障测距,该方法适用于单线故障;文献[4]将同杆双回线的故障分为四种类型,提出了一种单端测距的算法;文献[5]该文献基于线路分布参数,利用环流网,提出了一种单端工频电流量的测距算法;文献[6]根据双回线环流网两端电压为零的特点,提出了一种利用双端非同步电流时限测距的时域方法;文献[7]利用同反相序网,并利用最小二乘法,提出了一种单端测距算法;文献[8]基于RL模型提出了一种单端时域测距算法,该方法是通过计算故障相的沿线电压,并利用边界条件进行测距;文献[9]提出了一种基于故障线双端电气量的故障测距方法,该方法适用于单线故障.从众多学者的研究来看,单端测距只采用一端数据,但受对称系统阻抗、过渡电阻的影响较为严重;双端测距引入了双端电气量,能够从原来上避免过渡电阻和系统阻抗的影响.从解耦方法来看,目前较多的算法采用的是六序分量法,其中,反相环流网有其两端电压为零的优点,而被广大学者青睐,用它来构造测距算法,取的了很好的效果,但因为在发生对称性跨线故障时环流网不存在,从而造成无法测距.再者,六序分量法的应用,要求线路完全换位,双回线参数完全相同,否则,用六序分量法测距就会存在较大的误差.本文基于集中参数模型,从双回线的电磁耦合关系入手,计算各相沿线电压分布,利用从双端计算电压分布在故障点处电压相等这一原理构造测距算法.该算法从线路的电磁耦合关系直接入手,对于各种单线故障和各种跨线故障都能够较为准确的测距;避免了使用六序分量法解耦,对不完全换位的线路任然适用;利用两端的数据,从原理上避免了过渡电阻和系统阻抗的影响;在构造测距方程时,采用的是两端的模量,从而避免了双端数据同步的影响.PSCAD仿真表明,该算法对各种故障都有较为理想的测距精度,能够满足同杆并架双回线的测距要求.1 沿线电压分布计算同杆并架双回线的简化模型如图1所示为距离M端母线x处两回线各相电压组成的矩阵.设I回线和II回线的单根导线的阻抗为z,相间互阻抗为 zm,线间互阻抗为分别为第 I回线、第 II回线故障点处的三相电压矩阵分别为 M、N 端母线三相电压矩阵分别为第 I回线、第 II回线M端电流矩阵分别为第 I回线、第 II回线 N 端电流矩阵,忽略分布电容的影响,则在距离M端母线x处的各相电压可用如下式子来表示:图1 同杆并架双回线简化系统图Fig.1 The simplified system of double circuit line on same tower式中设在距 M 端母线 x 处发生故障前,电压电流量为故障后电压电流量为,则,各电气量的故障分量分别为:式中:i=Ι、ΙΙ,j=M、N.根据式(3),则式(1)、(2)可改写成:以上式(4)、(5)两式即为沿线故障分量电压计算公式,无论线路是否发生故障,两式总是成立的,无论是哪回线、哪一相发生故障,两式也总是成立的.2 故障测距算法和数据同步2.1 故障测距方程对于线路中的某一点,无论是从线路M端,还是从N端进行计算,这一点的对地电压都应该是相同的,所以根据式(4)、(5)可得:对式(7)、(8)两式进行变换,可得:由于式(9)、(10)两式不管在什么情况下,总是成立的,因此,当发生故障时利用其中之一都能够计算出故障点的位置x.2.2 测距方程分析分析式(9)、(10),不难发现,两式对应着6个方程,每个方程都可以解出一个x,下面将对各种类型的故障情况下方程的解分别进行讨论.1)单回线发生接地短路以及三相不接地短路不妨设I回线A相发生单相接地短路,如果忽略分布电容的影响(以下分析均未考虑电容的影响,不再做说明),则此时流过I回线A相的故障电流方向为母线指向故障点.I回线的BC相以及II回线的ABC 相,流过的故障电流为零.如果用式(9)进行测距计算,则可以写成:,则可以解出3个x;如果用式(6)进行测距计算,则可以写成:,可以解出3个x.当单回线发生两相或三相接地短路以及三相不接地短路时,情况与单相接地一样,这里不在分析.所以,当单回线发生接地故障时,无论是I回线还是II回线,用式(9)或式(10)都能够计算出故障位置.2)单回线发生相间不接地短路不妨设I回线BC相在非母线处发生不接地短路,则此时流过I回线B相的故障电流与流过I回线C相的故障电流幅值相等,相位相反,其他相故障电流基本为零.如果用式(9)来计算故障,则也可以写成:,从式中可以看出,由于,故如果用式(9)中的第一个方程无法计算故障距离,而用第二或第三个等式,则能够算出故障位置;但如果用式(10),由于I回线B相电流与I回线C电流幅值相等,相间相差180°,且I回线A相故障电流为零,故式(10)的左边项等于零,故无法算出故障距离.从上面分析可以看出,当发生单回线相间不接地短路时,需要用故障线的计算式才能准确算出故障位置.3)发生跨线短路当线路发生跨线故障时,I回线和II回线的三相故障电流至少有一相不为零,即,矩阵全为非零阵,所以,无论用式(9),还是式(10),都能计算出故障的位置.综上所述,当系统发生接地性短路时,用式(9)、(10)中的任何一个等式都能够进行测距计算;当发生单线相间短路时,则需要与相应故障线路的测距方程进行测距计算,才能准确的算出故障的位置.4)一回线运行另一回线挂地检修不妨设I回线运行,II回线挂地检修.在这种运行方式下,当I回线发生短路时,流过II回线的故障电流为零,即全为零阵,而流过I回线的故障电流为非零,即,全为非零阵,所以,测距方程(9)可改写成:,则可以解出 x.2.3 故障测距算法从前面的分析,可知,由于发生单回线相间短路时,只有用相应线路的测距方程才能准确计算出故障点的位置,所以,在进行故障点位置计算前,应线选出故障线,然后在进行计算.相间故障时,算出的3个x值,有一个是不准确的,因此,我们就取两个比较接近的值作为故障点的位置.当发生其他类型的故障时,无论用两式(9)还是式(10),都能准确算出故障点的位置.测距算法的流程图如图2所示.2.4 双端数据同步在双端测距算法中,如果两端数据采集不同步,将影响测距的精度.但两端数据是否同步,只会影响相角,而不会影响幅值,所以,将式(9)、(10)两式改为如下形式,则可不受数据是否同步的影响.求解式(11)或式(12),则可算出故障距离x,但式(11)、(12)两式是一元二次方程,可以用二分法或者牛顿迭代法求解,本文采用二分法求解.图2 故障测距流程图Fig.2 The process of fault location3 仿真验证本文采用如图3所示的仿真模型,用PSCAD和MATLAB进行仿真,该模型M、N两端的电压等级为500 kV,线路全长100 km.M 端系统参数:Zm1=Zm2=20.84∠83.11°,Zm0=19.623∠83.86°N 端系统参数:Zn1=Zn2=35.79∠80.38°,Zm0=45.28∠79.22°,两侧的电势角差为30°.线路参数:导线阻抗:z=6.0183 ×10-5+j5.2533 ×10-4Ω/km相间互阻抗:zm=4.1591 ×10-5+j2.6169 ×10-4Ω/km线间互阻抗:z′m=1.5162 ×10-5+j4.7818 ×10-5Ω/km正序对地电容:C1=1.095 ×10-2μF/km零序对地电容:C0=5.473 ×10-3μF/km双回线间零序电容:C′0=2.600 ×10-3μF/km表1为在线路20%和60%处发生金属性短路时的仿真结果,表2为在线路20%和60%处发生经300Ω电阻接地短路时的仿真结果,表3为I回线运行II回线两端挂地检修时的仿真结果.图3 仿真系统接线Fig.3 The simulation network表1 仿真结果ATab.1 The simulative result A实际故障位置故障类型测距结果/% 误差/% 实际故障位置故障类型测距结果/% 误差/%IAG 19.97341 -0.026590 IAG 59.94580 -0.0541960 IBG 19.97343 -0.026570 IIAG59.94580 -0.0541960 IIAG 19.97359 -0.026410 IAB 59.97141 -0.0028580 IAB 19.97068 -0.029320 IIAB 59.97247 -0.0027530 IIAB 19.97087 -0.029129 IAIIBG 60.01109 0.0110896 20% IAIIBG 19.96915 -0.030847 60% IAIIBCG 59.94513 -0.0548670 IAIIBCG 19.97665 -0.023351 IAIIAG59.93951 -0.0604860 IAIIAG 19.96560 -0.034400 IABIIABG 60.023900.0239062 IABIIABG 19.94992 -0.050083 IABIIC 59.99349 -0.0065050 IABIIC 19.97546 -0.024545 IAIIAB 59.98957 -0.0104270 IAIIAB 19.95401 -0.045991 IAIIB 59.94542 -0.0545750 IAIIB 19.98329 -0.016706从表1和表2的计算结果可知:此算法对各种单线故障以及各种对称性和非对称性跨线故障均能准确的测距,具有较高的精度,且不受过渡电阻的影响;从表3可以看出,在一回线挂地检修另一回线运行时也能够准确测距,该算法解决了运行方式对测距算法的影响.表2 仿真结果BTab.2 The simulative result B实际故障位置故障类型测距结果/% 误差/% 实际故障位置故障类型测距结果/% 误差/%IAG 20.021532 0.0215320 IAG 60.012696 0.0126962 IBG 20.021140 0.0211400 IIAG 60.0127510.0127513 IIAG 20.021510 0.0215100 60% IAIIBG 59.988289 -0.0117100 IAB 19.970677 -0.0293200 IAIIBCG 60.001272 0.0012725 20% IIAB19.970871 -0.0291300 IAIIAG 60.001371 0.0013715 IAIIBG 19.985246 -0.0147500 IABIIABG 59.983907 -0.0160920 IAIIBCG 19.970422 -0.0295780 IAIIAG 20.229385 0.2293851 IABIIABG 19.975411 -0.0245900表3 仿真结果CTab.3 The simulative result C实际故障位置故障类型测距结果/% 误差/% 实际故障位置故障类型测距结果/% 误差/%IAG 20.06551 0.065510 IAG 59.95701 -0.04299 20% IAB 19.96052 -0.039478 60% IAB 59.93331-0.06669 IAIIB 19.94207 -0.057932 IAIIB 59.94860 -0.051404 结论本文从线路的耦合关系入手提出了一种双端故障测距算法,测距方程是用双端模量构造的,不受双端数据同步的影响,对于单线故障、各种对称性和非对称性跨线故障均能准确的测距,从仿真结果来看,本算法不受过渡电阻的影响,并有较为理想的精度;对于一回线运行另一回线挂地检修的双回线运行状态,本算法也能够精确的测距;如果在线路参数不对称的情况下,只需要修改阻抗矩阵,则任然可以测距.本文所提出的方法是采用集中参数模型,与采用分布参数模型算法相比较,算法的计算量大为减小,但同样具有较高的精度.参考文献:[1]索南加乐,吴亚萍,宋国兵.基于分布参数的同杆双回线单线故障准确测距原理[J].中国电机工程学报,2003,23(5):41-43.[2]赵永娴,曹小拐,刘万顺.同杆并架双回线准确参数未知时的故障测距新方法[J].电力系统自动化,2005,29(4):72-76.[3]龚震东,范春菊,郁惟镛.一种基于六序网图的同杆双回线故障测距算法[J].电力系统自动化,2007,31(17):58-60.[4]李红巍.一种实用的双回线测距方法[J].电力系统自动化,1995,19(9):30-33.[5]索南加乐,王树刚,张超.利用单端电流的同杆双回线准确故障定位研究[J].中国电机工程学报,2005,25(23):25-30.[6]索南加乐,宋国兵,许庆强.利用两端非同步电流的同杆双回线故障定位研究[J].中国电机工程学报,2004,19(8):99-106.[7]束洪春,刘振松,彭仕欣.同塔双回线电弧故障单端测距算法[J].电力自动化设备,2004,19(8):99-106.[8]宋国兵,穆国强,崔琪.基于RL模型的双回线单端时域法故障定位[J].电力系统保护与控制,2009,37(20):34-42.[9]刘千宽,李永斌,黄少锋.基于双端电气量的同杆平行双回线单线故障测距[J].电网技术,2008,32(3):27-30.。
摘要电力系统故障分析计算方法一直是学术研究的热点,其在电力系统规划设计、事故分析和电力系统继电保护装置运行整定及其动作行为分析中起着非常重要的作用。
由于同杆双回线跨线故障种类繁多,故障计算存在着方法不统一,故障模拟方法复杂,物理概念不明确等缺点,因此有必要寻找一种简单易行的解决此故障的计算方法。
同杆双回线断相故障计算的解耦相分量法是按照仅保留双回线的原则,选取同杆双回线首末节点作为边界节点,在相坐标下将同杆双回线进行解耦处理,建立同杆双回线的解耦等值电路。
这种方法避免了直接在相坐标下进行计算时各相之间的耦合,根据简单的电路理论即可分析复杂的同杆双回线完全或者非完全的断相故障;另外,此方法避免了同杆双回线断相故障计算中复杂的序网连接,可以方便、精确地模拟同杆双回线的各种断相故障,且可以方便计及非完全断相时的断口处的故障阻抗。
通过算例表明,该方法是分析计算同杆双回线断相故障的一种十分有效的方法。
总之,对称分量法或者六序分量法存在计算复杂、物理意义不明确、没有充分利用断线电流为零的条件等缺点。
实际上,在相坐标下模拟同杆双回线的断相故障是一种简单、有效的方法。
然而,由于各相之间存在着偶合,导致同杆双回线的断相计算非常繁琐。
因此,要进行同杆双回线断相故障的分析与计算,解耦相分量法更有优势。
关键词同杆双回线,断相故障,解耦相分量法AbstractA decoupling phase domain method is given for calculating open conductor faults of the double circuit line on the same pole. In the phase domain, the double circuit line is decoupled in terms of only remaining fault lines while the two–terminal nodes of the double circuit line are selected as boundary nodes. This algorithm is easy to understand and unified use of the simple circuit theory to treat the complicate open conductor fault of the double circuit line. Have avoided the coupling between every phase while calculating in this kind of method, can analyze the complicated faults in the double circuit line on the same pole; In addition, the complex connections between sequence networks are avoided in fault calculations and the open conductor faults can be modeled accurately; and the influence of the fault impedance in incomplete open conductor fault can be modeled simple. The numerical example shows that the method is very effective.Key Words double circuit line on the same pole, open conductor faults, decoupling phase domain method目录第一章绪论 .......................................................................................................... - 1 -1.1 选题的目的和意义 .............................................................................. - 1 -1.2本课题研究的现状 ............................................................................... - 1 -1.3 本论文的主要工作 .............................................................................. - 2 - 第二章对称分量法 .............................................................................................. - 3 -2.1 对称分量法 .......................................................................................... - 3 -2.2 对称分量在不对称故障分析中的应用 .............................................. - 5 -2.3 用对称分量法分析断线故障的局限性 .............................................. - 7 -2.4 本章小结 .............................................................................................. - 7 - 第三章解耦相分量法.......................................................................................... - 8 -3.1 同杆双回线的解耦等值电路 .............................................................. - 8 -3.2断相故障计算的解耦相分量法 ........................................................ - 12 -3.3 本章小结 ............................................................................................ - 12 - 第四章基于断相故障的解耦相分量法的分析 ......................................... - 13 -4.1IAIIAC断相情况的故障电流的分析 ................................................ - 13 -4.2 IAIIAC断相情况的节点电压的分析 ............................................... - 14 -4.3 IIABC情况的回路方程的分析 ......................................................... - 14 -4.4本章小结 ............................................................................................ - 15 - 第五章算例分析 ................................................................................................. - 16 -5.1 算例分析 ............................................................................................ - 16 -5.2本章小结 ............................................................................................ - 20 - 第六章程序设计方法........................................................................................ - 21 -6.1回路电流方程 .................................................................................... - 21 -6.2 节点导纳矩阵 .................................................................................... - 24 -6.3 高斯消去法求解线形方程组 ............................................................ - 29 -6.4求逆矩阵 ............................................................................................ - 32 -6.5 相分量与序分量的变换 .................................................................... - 33 -6.6 本章小结 ............................................................................................ - 34 - 结论 ........................................................................................................................ - 35 -谢辞 ........................................................................................................................ - 36 -参考文献 ................................................................................................................. - 37 -第一章绪论1.1 选题的目的和意义目前电力系统发展的现状使得输电线路的建设越来越受到限制,同杆双回线由于占用的线路走廊窄,因此双回平行输电线路成为一种常用的架设方式,而含有双回线的系统往往是参数不对称的系统。