高压输电线路故障定位算法的研究.pdf

万方数据 电子 质量 ( 2 0 1 2 第0 8 期) 高压输电线路故障定位算法的研究 行波波速计算的参数都是有差异的。所以， 算法二受影 响的因素较多、 计算复杂且结果存在较大的误差嘲 。 算法三 ： 无论哪一种模量的行波 ， 其在高压输电线 路中传播的速度都是不确定的，都受到线路运行条件、 气候等多种 因素 的影 响。 因此 ， 近年来 ， 有人提 出了消去 波速的故障定位算法 ，传统的消去波速的算法如图 1 所示 。 t 1 一 一一 一 t 。 一 一 ： 一 一 。 图 1传统的不 受波速影响算法的原理 图 根据图 1 可设高压输电线路全长为 l m，故障发生 在距离 M端 x m的 F点处，线模分量到达 M、 v 两端的 时间之差为 A，零模分量到达 M、 两端的时间之差为 B ，零模分量与线模分量到达 M端 的时间之差为 C 。 即令 ： A = 一 t M ， B - 一 c _ h 。则有 ： A= 一 ( 3 ) 巧 巧 B 一 一 二 ( 4 ) V o V o C = 一 一 - x ( 5 ) Vo VI 由式( 3 ) 和式( 4 ) 可得 线模 分量 v 和零模分量 V o 的波 速表达式分别为 ： 一 蚩 一 (6 ) 代入式(5 ) 可得故障定位公式为： ( 7 ) A - 丽 【 J 然而， 根据零模分量和线模分量的性质 分析可知 ： 零模分量波阻抗较大， 波速较小， 衰减较严重， 受外界因 素的影响较大， 不适合作为测量和分析的对象。该方法 由于用到了零模分量第一波头的到达时间， 存在着零模 衰减问题带来的误差。 2不受波速影响的新算法的推理 为了提高双端行波法高压输电线路故障定位的精 度 ， 在分析了上述三种故障定位算法的基础上推导出了 一 种新的不受波速影响的算法， 如图2所示。 M F N 牛= = =j ts 一 一一一 ； 根据图 2可设高压输电线路全长为 l m，故障发生 在距离 M端 x m的 F点处 ，故障发生的绝对时刻为 to ， 故障初始行波到达 M、 v 两端的时刻分别为： 、 t3 ，故障 点的反射波到达 M端的时刻为 t2 。因此 ，存在如下方 程组 ： v ( f 一 = x ( t2 - to ) = 3 x ( 8 ) I v ( to ) = x 解方程可得 ： f to = ( 3 t 1一 t) 2 【 x = ( 一 f 1 ) z ， 2 ( 一 2 t ) ( 9 ) 此时求解出来的故障点的距离中不含行波的波速， 完全消除了波速的不确定给高压输电线路故障定位精 度带来的影响。 在常规的高压输电线路故障定位方法中， 线路弧垂 会给定位结果带来一定的误差 ， 而新算法则完全不受线 路弧垂的影响 ，假设高压输 电线路全线悬垂系数是 L 。 其中， L 表示 M、 jv 两端杆塔之间的导线长度 ； 表示 M、 两端杆塔之 间的直线距离 。 则式 ( 8 ) 可写成 ： l f 1 一 to ) = x ( t2 - to ) = 3 x 【 v ( t , - to ) = l x ( 1 0 ) 在式( 1 0 ) 中， x表示故障点到 M端检测装置的导线 长度。 若令 = ( 1 一 x 为故障点到 M端检测装置的直线 距离 ， 则将 x = x J ( 1 一 代入式( 1 0 ) 可得 ： 一 to) 惫 ,(t2- to)= 3 惫 ( 1 1 ) l to)= 惫 由于 L = ( 1 一 k) ， 则可令 1 ( 1 - k s ) ， 可得 ： f v ( t - to ) = t2 - to ) = 3 太 ( 1 2 ) 【 一 = 毋k 在式( 1 2 ) 中， 一式 比二式 、 二式比三式可分别得到 ： to = ( 1 3 ) ， 垃： ( 1 4 ) t 3 - t o k k 将式( 1 3 ) 代人式( 1 4 ) 可得故障点的位置信息为： x - 2 ( ( t 2 - c 3 t 3 1 2, , ( 1 5 ) 由式( 1 5 ) 可知 ： 如果式中带入 的是 ， 即 M、 两端 杆塔之间的直线距离，则得到的结果就是故障点到 M 端检测装置的直线距离 ； 如果式 中带入的是 L ， 即 M、 j v 两端杆塔之间的导线长度 ， 则得到的结果就是故障点到 M端检测装置的导线长度。 说明本文推导出的不受波速 万方数据 高压输电线路故障定位算法的研究 电子质量 ( 2 0 1 2 第0 8 期) 影响的算法四不受线路弧垂的影响， 可以得到故障点到 M端检测装置的直线距离。 3结论 在分析比较 了目前存在的确定行波波速算法的基 础上， 提出了一种不受波速影响的新算法， 避开行波在 高压输电线路中波速不确定给故障定位带来的影响， 且 在理论上证明了该方法不受线路弧垂的影响。 参考文献： 【 l 】 李泽文， 曾祥君，姚建刚， 等不受波速影响的输 电线路 双端行波故障测距算法J 长沙理工大学学报： 自然科 学版， 2 0 0 6 ， 3 ( 4 ) ： 6 8 7 1 【2 】 蒋涛 基于暂态行波的输电线路故障测距研究【D 南 京：东南大学，2 0 0 5 【3 黄雄，尹项根高压输电线路行波测距的行波波速确定 方法研究A 见：2 0 0 3 年全国高等学校电力系统及其 自动化专业第十九届学术年会论文集 中册C 成都： 西南交通大学，2 0 0 3 ： 1 0 2 2 1 0 2 6 4 】 杨专 基于双端行波法的高压输电线路故障定位系统 的研究D 】 焦作：河南理工大学，2 0 1 2 量信号也较弱， 这也会影响到测量精度。 4总 结 辅助灯法的主要作用是可以消除光源尺寸和形状 不同等引起的自吸收误差。在选用积分球进行 L E D灯 光源 的光通量测 量时 ， 辅助灯法虽然 可 以消除 由光源 尺 寸和形状等自吸收引起 的测量误差 ， 但它的测试过程较 为繁琐 ， 因此 ， 我们一般通过比较法进行测量。 但是当被 测光源的尺寸和形状与标准灯存在较大差异时 ， 我们需 采用辅助灯法并且在条件允许 的情况下尽可能选用大直 径的积分球， 从而有助于我们得到较精确的测量结果。 参考文献： 1 吕正，樊其明， 吕亮L E D