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          輸電線路故障測距計算方法

           

                 按照所需信息的來源,故障測距可分為單端法和雙端法,但由于單端法僅使用單側信息,簡單易實現,在實際電網中獲得廣泛應用。按照分析時采用的等值模型,故障測距可分為集中參數法和分布參數法。在比武中,通常采用集中參數(即R-L模型)求解,分布參數的概念多出現在客觀題中。
                 以圖1所示的雙電源系統為例,母線M側和N側的系統等值阻抗分別為ZM和ZN,線路單位阻抗為Zmn,長度為l。
          雙電源系統
                 設線路MN上發生單相接地故障時,M側保護安裝處的電壓、電流分別為Um、Im;N側保護安裝處的電壓、電流分別為Un、In;故障點電壓、電流分別為Uf、If,過渡電阻為Rf。其中,Im=Imφ+3KI0。故障點距M側保護的距離百分比為ρ。
          基于單端電氣量進行計算
                 現行的保護裝置中測距算法通常采用該式,其特點是在金屬性故障時,測距準確;在非金屬性故障時,測距誤差大。但考慮到微機保護裝置的定位,采用上式能滿足工程應用。
          基于雙端電氣量進行計算
          基于雙端電氣量進行計算
                  雙端測距的優勢明顯,不收過渡電阻的影響,但由于需要線路對側的測量量,不受青睞,特別是對側PT或CT斷線、通道故障時將無法進行求解。隨著保護通信通道的日益可靠,有部分廠家已經采用了該方式進行故障測距。
           
          分享一道比武競賽題,具體如下:
                 某500kV MN線路正序阻抗Z1=j40Ω,零序阻抗Z0=j130Ω,線路全長153公里。線路發生A相故障,從錄波圖上讀得同一時刻線路M側A相電壓為252∠0°kV,A相電流為3.9∠-73°kA,零序電流3I0為4.4∠-73°kA;N側A相電壓為196∠0°kV,A相電流為15.4∠-73°kA,零序電流3I0為16.8∠-73°kA。問:
                 (1)如線路M側采用單端電流電壓量計算,則故障點距離M側多少公里;
                 (2)如線路M側采用雙端電流電壓量計算,則故障點距離M側多少公里。
                 采用上述兩種計算方式,可分別進行求解,答案分別是133.88km和127.52km,過程不贅述,大家自行求解。
          基于保護安裝處序分量進行計算
                 在上式中,既可以引入負序量也可以用零序量進行求解。仿真結果表明,采用負序量是效果優于零序量。該方法優勢明顯,繼保工作者提出了很多改進方案,感興趣可以去知網上查查看。
           
          分享一道比武競賽題,具體如下:
                 某線路MN,發生C相高阻接地故障,線路差動保護跳閘,M側保護PCS-931A-G測距為25kM。現已獲取故障后20ms的兩側電壓電流值(同一時刻)如下:
                 M側:Ua=62.1V∠0°,Ub=61.5V∠-121°,Uc=60.5V∠-242°,Ia=0.49A∠0°,Ib=0.51A∠-122°,Ic=0.55A∠-245°,3I0=0.06A∠107.5°
                 N側:Ia=0.49A∠-179.6°,Ib=0.51A∠58°,Ic=0.36A∠-65°,3I0=0.12A∠118.5°
                 通過M側電壓和兩側電流分析計算,本次保護故障測距是多少,保護測距誤差是多少?已知線路每千米零序、正序阻抗分別為Z0=1.032Ω∠80°、Z1=0.341Ω∠80°,線路全長52kM。
                 采用上述方法進行計算,故障定位是16km,過程不贅述,大家自行求解。
                 此外,請大家對比方法1和方法3,同樣是采用單端量,但后者明顯優于后者。
                 如果實在算不出來,可以給我留言或者私信再交流。
           

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