平行同杆双回线的单线故障精确测距算法

平行／同杆双回线的一条线路发生故障时,由于非故障线路包含了对侧系统的信息,可以实现利用单端故障信息实现故障测距。介绍平行／同杆双回线的单线故障的一种故障测距算法,算法采用正、负、零序分量的分布参数模型和传输线方程,利用线路早端的故障信息,根据实际故障点的纯电阻特征,得到平行／同杆双回线单线故障时距离测量点的距离。     

超高压同杆双回线多重故障的计算

用对称分量法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。提出一种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。利用正序、负序和零序分量构成转移矩阵,实现同杆双回线任意故障的计算,算法采用分布参数的线路数学模型,具有较高精度。以此为基础提出同杆双回线多处横向故障的计算方法,该计算方法有通用性好和易于实现的特点。     

非均匀同杆并架双回线路故障定位

针对非均匀的同杆并架双回线路,提出一种基于均匀传输线路分布参数模型的故障测距方法.该方法利用故障线路两端同步采样的电压和电流量,考虑了输电线路分布电容电流的影响,根据同杆线路发生单线或跨线故障时从故障点两侧各自计算的正序电压和负序电压之和相等的等量关系,然后利用相电压、电流与其零序分量之间的关系给出测距方案,进行精确故障测距.该方法的特点是考虑了非均匀同杆双回线的跨线故障,能够确定非均匀同杆双回线的单线故障以及跨线故障.PSCAD仿真结果表明,该测距方法对于非均匀同杆双回线的故障定位非常准确.并且所给出的故障测距方案不受负荷电流、过渡电阻大小、系统阻抗变化以及双回线拓扑结构等因素的影响,特别是该测距方法与地网无关,去除了双回线之间零序互感的影响.     

超高压同杆双回线三处故障的计算

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。     

利用单端电气量的同杆双回线故障定位研究

提出了1种基于单端工频电气量的同杆双回线的故障定位算法。根据同杆双回线特殊的电气结构,算法仅使用本线路的单端电气量,利用本线路零序电流和双回线路的零序电流比表示相邻线路的零序电流。算法测距结果不受故障点过渡电阻、负荷电流和双回线路间零序互感的影响。考虑到高压长线路分布电容对测距结果的影响,本文对线路分布电容的充电电流进行了迭代补偿。PSCAD/EMTDC仿真结果表明,该算法应用于同杆双回线故障测距时具有较高的测距精度。     

利用单端电流的同杆双回线准确故障定位研究

基于线路分布参数模型,提出了一种利用单端工频电流量的同杆双回线准确测距算法:通过同杆双回线解耦可以得到同向和反向分量,其中反向分量与系统参数无关,并且反向各序电流分布系数是只包含故障距离x的函数。再根据不同故障的反序电流、电压边界条件,可以给出各种双回线接地故障(单线三相故障和同名跨线故障除外)的测距算法。该算法原理上不受过渡电阻、系统阻抗、分布电容的影响。并且由于算法只利用电流量,从而不受电压互感器传变特性的影响。并从理论上证明了测距精度不受电流互感器特性的影响。测距方程求解不存在伪根,具有唯一解。仿真计算结果表明,该算法具有较高的测距精度,最大测距误差仅为0.15%,理论上能够满足高压和超高压输电线路的测距要求。     

基于单端单回线电气量的同杆双回线单相接地距离保护

基于单端单回线电气量的传统距离保护直接应用于同杆双回线时,受零序互感的影响,其测距精度难以满足要求。文中提出了一种仅采用单端单回线电气量的单相接地距离保护新算法,它可以考虑相邻线路零序互感的影响,实现准确测距。通过分析同杆双回线单相接地故障模型,推导出了含有双回线零序电流的故障距离准确表达式;进一步分析了双回线零序电流之间的关系式,代入故障位置估算值后,可以将邻线零序电流用保护安装处零序电流表达出来,实现了由单端单回线电气量对双回线零序电流的计算,进而实现了所提出的距离保护方法。经PSCAD仿真验证,提出的算法对故障位置估算值的精度不敏感,且对系统运行工况具有较好的适应性,提高了同杆双回线单相接地故障时测量阻抗的精度。     

基于双端电气量的同杆平行双回线单线故障测距

考虑同杆平行双回线零序互感的影响,针对同杆双回线单回线故障,提出了一种基于故障线双端电气量的故障测距算法。该算法根据同杆平行双回线单回线内部故障的等效序网图,利用相应故障类型在故障支路的电压边界条件导出其测距方程。算法利用了现有分相电流差动保护提供的单回线本端电压和两端电流工频量,原理上与过渡电阻和系统阻抗无关。通过PSCAD/EMTDC软件,仿真计算了不同过渡电阻、系统阻抗和负荷情况下不同故障点发生各种类型故障的测距情况。仿真测距结果表明,该算法应用于同杆平行双回线单回线故障测距时具有很高的精度,并与过渡电阻、系统阻抗和负荷工况无关。     

同杆双回线跨线接地故障的距离保护算法研究

提出了一种距离保护新算法来解决双回线跨线接地故障下的故障测距问题.该算法通过六序分量法分析同杆双回线跨线故障模型,相邻线路的零序电流可通过保护安装处的零序电流结合双回线的故障特性求得,以此消除线路耦合的影响.据此,实现了基于单端单回线电气量的距离保护方法.仿真结果表明,所提出的算法在发生金属性跨线接地故障时能准确计算出故障阻抗,优于现有基于单端单回线的距离保护算法.     

探测平行双回线路故障距离的一种计算方法

本文采用实时对称分量方法探测平行双回输电线路故障距离，并针对平行双回线的构成特点，利用平行双回线之一故障时能够准确计算对端系统阻抗的原理，提出了一种新的准确测距算法。该方法只需线路一端的信息，不仅排除了故障电阻及负荷电流对测距精度的影响，而且完全消除了对端系统参数变化对测距精度的影响，计算速度快，不需迭代。模拟计算的结果是令人满意的。     

An accurate fault location algorithm for parallel transmission lines using one-terminal data

An accurate fault location algorithm for parallel transmission lines, using fundamental frequency components of post-fault voltage and current measured at one terminal, is described in this paper. Parallel transmission lines can be decoupled into the common component net and differential component net. In differential component net, the current distributing coefficient is a function of fault distance, and the differential component current at the fault point can be expressed in terms of the current at the local terminal. Therefore, for asymmetrical faults, the phase fault current can also be expressed as a function of local terminal current and fault distance. With the fault boundary conditions for a given fault type, the fault location equations can then be derived. Based on distributed parameter line model, the proposed algorithm achieves superior locating accuracy, with mutual coupling between circuits, source impedance and fault resistance having very little influence on the locating accuracy. The performance of new algorithm is verified by computer simulation results for transposed and non-transposed lines.     

利用两端非同步电流的同杆双回线故障定位研究

提出一种利用双端非同步电流实现同杆双回线故障定位的时域方法.根据双回线环流网两端电压为零的特点,用电流量计算环流网的沿线电压分布;在设定的双端数据不同步时间范围内,通过数据移动进行数据同步匹配搜索;根据数据同步时由两端电流计算得到的沿线电压分布在故障点处差值最小的原理,构造测距算法实现测距.采用分布参数线路模型,该算法可适用于高压长距离输电线.ATP仿真表明该测距算法精度高,不受故障类型和过渡电阻影响.     

T型输电系统故障测距算法研究

利用单端工频量的输电线路故障测距算法,较难解决多系统的故障定位问题,基于分布参数线路模型,提出三端系统故障测距的新方法,其特点为;（１）各端之间不需同步测量,因此,不需实时通信,只需故障后分析,（２）对于单回线Ｔ结和单回线－双回线Ｔ结,不需区分短路模型。（３）亦适合于长线的短路点定位,且原理上,测距精度与分布电容,过渡阻抗,负荷电流和系统运行方式等因素无关,模拟故障测距的数字仿真试验表明,方法有效     

平行双回线两点故障测距算法的研究

以分布参数作为高压输电线路的模型,对平行双回线一回线上两点异相故障及两回线上两点故障提出了一种新的测距算法。该方法利用线路两端电压、电流的正序和负序分量,不需选代计算,并适用于一点故障情况。其测距精度不受系统阻抗变化、过渡电阻及不同步采样数据的影响。仿真计算表明该方法有效     

Accurate fault location algorithm for double-circuit series compensated lines using a limited number of two-end synchronized measurements

This paper presents a new fault location algorithm for double-circuit series compensated lines based on synchronized phasor measurements. Only the sequence current phasors from both ends of the line and the sequence voltage phasors from one local end are taken as input, limiting thus the amount of data needed to be exchanged between the line terminals. In addition, the proposed algorithm does not utilize the model of the series compensation device, eliminating thus the errors resulting from modeling such devices. The new algorithm consists of three steps. In the first step, the fault type and the circuit(s) involved in the fault are determined using a synchrophasor-based fault type selection method. In the next step, the algorithm applies two subroutines designating for locating faults on particular line sections which are defined according to the series compensation placement along the line. In these subroutines, the sequence voltages and currents at the fault point are expressed with respect to the known sequence voltages and currents at the two measuring ends and the distance to fault. Then, using the fault boundary conditions that exist for a given fault type, the fault location is solved by an iterative method. Finally, in the last step a procedure for selecting the valid subroutine is applied. Due to zero sequence mutual coupling, it is not straightforward to express the zero sequence voltage and current at the fault point as a function of the zero sequence voltages and currents at the measuring ends and the distance to fault. To overcome this problem, a modal transformation matrix is introduced to obtain the modal networks, which are decoupled and can be analyzed independently. Based on distributed parameter line model, the proposed algorithm fully considers the effects of shunt capacitances and thus achieves superior locating accuracy, especially for long lines. Mutual coupling between circuits, source impedances and fault resistance does not influence the locating accuracy of the algorithm. Simulation results using ATP-EMTP and MATLAB demonstrate the effectiveness and accuracy of the proposed algorithm.     

基于双回线环流的时域法故障定位

该文提出了一种利用双端电流量实现双回线故障定位的时域测距算法。该算法利用双回线环流网与两侧系统无关且两端电压为零的特点，只用线路两端的电流量，就可计算出环流网的沿线电压分布，并根据从两端计算得到的电压分布差值在故障点处最小的原理实现测距。由于避免了使用电压量，故该测距原理不受电容式电压互感器(CVT)不能传变高频电压暂态信号的限制，该算法能够利用故障全过程的任何一段数据实现测距，且该算法所需数据窗短，只要略大于被测线路传输时问的2倍即可。该算法采用分布参数线模，克服了忽略线路电容带来的误差，适用于高压长距离输电线。仿真结果表明：测距误差将小于0．15km，且测距精度不受故障类型和过渡电阻的影响。     

基于单侧信息的输电线路故障测距新方法

本文分析了输电线路故障定位的阻抗测距算法，提出了仅利用单侧电流信息的解一阶方程故障测距方法，特别适用于高阻抗接地短路的故障定位。从原理上解决了一类迭代法的跑根问题及相应解二次方程法的伪根问题。仿真计算表明本文方法具有很高的精度。     

T型输电线路非同步数据故障测距新算法

提出了一种基于分布参数模型的T型线路非同步故障测距新算法.该方法利用正序电压值判断故障支路,在此基础上,将非故障支路化简合并,得到故障时支接点的等效电气量.再对故障支路利用双端非同步测距算法进行精确测距.该方法将非同步时间和故障距离作为未知数,利用正序和负序分量(不对称故障)、正序和正序故障分量(三相对称故障)建立测距方程组,求出了故障距离的解析表达式,克服了现有的基于分布参数模型的非同步测距算法必须迭代或搜索的缺点,解决了数据不同步带来的测距误差问题.该方法计算量小,适用于各种类型短路,无需选相.ATP-EMTP仿真结果表明该方法正确且精度高,可以耐受很大的过渡电阻,对数据采样率无高的要求.     

Parallel transmission lines fault location algorithm based on differential component net

This paper presents a novel time-domain fault location algorithm for parallel transmission lines using two terminal currents. Parallel transmission lines with faults can be decoupled into the common component net and differential component net. Since the differential component net is only composed of the parallel lines and its terminal voltages equal zero, the proposed algorithm is based on the fact that the difference between voltage distributions, calculated from two terminal currents, is the smallest at fault point. To be practical, unsynchronized data and the transient transferring ability of the current transformer are taken into consideration. The algorithm needs a very short data window, and any segment of current data can be used to locate faults. The proposed algorithm is verified successfully using the simulation data generated by the frequency-dependent line model of the Alternative Transients Program and the field recording data provided by traveling-wave fault locators. Locating results show the satisfactory accuracy of the algorithm for various fault types, fault distances, and fault resistances.