配置串联电抗器线路的双端故障精确测距方法及系统与流程

1.本发明涉及电力系统自动化技术领域，具体涉及一种配置串联电抗器线路的双端故障精确测距方法及系统。


背景技术：

2.在高压电线路运行的过程中，当需要限制高压电线中的电流时，通常在高压电线路中串联电抗器来限制高压电线路中的电流，以使高压电线路稳定运行、减少高压电线路的损耗。
3.现有技术中，当高压电线路中出现故障时，通常采用线路故障测距方法测量故障点，通过采集线路故障时两端的电压电流，利用线路参数，通过分析计算，求导出故障点位置，但是对于在高压电线路中串联电抗器的线路出现故障时，由于串联电抗器参数有时比线路阻抗还大，使得常用的故障分析测距方法无法进行故障精准测距，导致对于高压电线路中串联电抗器的线路无法测出故障点的距离。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明提供一种配置串联电抗器线路的双端故障精确测距方法及系统，以解决串联电抗器出现故障后，串联电抗器参数有时比线路阻抗还大，采用常用的故障分析测距无法测出故障点的距离的技术问题。
5.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
6.一种配置串联电抗器故障线路的双端故障精确测距方法，包括以下步骤：当故障线路出现故障时，通过设置在故障线路上的线路保护装置对故障线路两端的电压、电流进行采集，并根据所述线路保护装置内预存的输电故障线路的总长l、电网的频率f、电抗器的电感量及单位阻抗z
l
，计算故障线路中故障点的位置。
7.优选地，包括以下步骤：
8.s1：当故障线路出现故障时，选择预存的电网的频率f及串联在故障线路中的电抗器的电感量；
9.s2：基于s1选择的电网的频率f及电抗器的电感量计算串联在故障线路中的电抗器的电抗x
l
；
10.s3：采集故障线路两端的电压和电流
11.s4：选择预存的故障线路的单位阻抗z
l
及故障线路的总长l；
12.s5：基于s2计算的串联在故障线路中的电抗器的电抗x
l
、s3采集的数据、 s4选择的数据，计算故障点到故障线路任意一端的距离。
13.优选地，步骤s3中，所述电抗x
l
：
14.x
l
＝j2πf电感量
15.式中：π为圆周率；
16.f为电网频率；
17.j为虚数。
18.优选地，在故障线路中，所述电抗器位于所述故障点的一侧，含有所述电抗器的一侧为m，未含所述电抗器的一侧为n，步骤s5中计算m侧到所述故障点的距离lm：
[0019][0020]
优选地，步骤s5中计算n侧到所述故障点的距离ln：
[0021][0022]
一种配置串联电抗器故障线路的双端故障精确测距系统，包括线路保护装置，所述线路保护装置包括：存储单元、选择单元、采集单元、计算单元，所述存储单元与所述选择单元电性连接，所述选择单元与所述计算单元电性连接，所述采集单元与所述计算单元电性连接，所述存储单元用于存储输电故障线路的总长l、电网的频率f、电抗器的电感量及单位阻抗z
l
，所述选择单元用于对存储单元存储的数据进行选择，所述采集单元用于测量所述故障线路两端的电压、电流，所述计算单元用于根据选择单元传输的数据进行计算，以计算出故障线路中故障点的位置。
[0023]
优选地，所述选择单元包括：第一选择模块、第二选择模块，所述第一选择模块、第二选择模块分别与所述存储单元电性连接，所述计算单元包括：第一计算模块、第二计算模块，所述第一计算模块分别与所述第一选择模块、第二计算模块电性连接，所述第二计算模块还与所述第二选择模块电性连接；
[0024]
所述第一选择模块用于选择存储单元预存的电网的频率f及串联在故障线路中的电抗器的电感量；
[0025]
所述第一计算模块用于根据第一选择模块选择的电网频率f及电抗器的电感量计算串联在故障线路中的电抗器的电抗x
l
；
[0026]
所述采集单元用于采集故障线路两端的电压和电流
[0027]
所述第二选择模块用于选择存储单元预存的故障线路的单位阻抗z
l
及故障线路的总长l；
[0028]
所述第二计算模块根据所述第一计算单元计算的串联在故障线路中的电抗器的电抗x
l
、采集单元采集的故障线路两端的电压和电流第二选择模块选择的故障线路的单位阻抗z
l
及故障线路的总长l，计算故障点到故障线路任意一端的距离。
[0029]
优选地，所述第一计算模块计算电抗的计算式为：
[0030]
x
l
＝j2πf电感量；
[0031]
式中：π为圆周率；
[0032]
f为电网频率；
[0033]
j为虚数。
[0034]
优选地，在故障线路中，所述电抗器位于所述故障点的一侧，含有所述电抗器的一侧为m，未含所述电抗器的一侧为n，所述第二计算模块计算m侧到所述故障点的距离lm的计算式为：
[0035][0036]
优选地，所述第二计算模块计算n侧到所述故障点的距离ln：
[0037][0038]
由上述技术方案可知，本发明提供了一种配置串联电抗器线路的双端故障精确测距方法及系统，其有益效果是：当故障线路出现故障时，通过设置在故障线路上的线路保护装置对故障线路两端的电压、电流进行采集，并根据所述线路保护装置内预存的输电故障线路的总长l、电网的频率f、电抗器的电感量及单位阻抗z
l
，计算故障线路中故障点的位置。通过这种方法计算出的故障点位置准确、快捷，不再需要操作人员沿着故障线路去排查，操作人员根据计算出的结果在故障线路中迅速找到对应的故障位置，并对故障点进行消除，使电网安全的运行。
附图说明
[0039]
图1为配置串联电抗器双端输电线路图；
[0040]
图2为配置串联电抗器线路故障测距图；
[0041]
图3为配置串联电抗器故障线路的双端故障精确测距系统流程图；
[0042]
图中：配置串联电抗器故障线路的双端故障精确测距系统10、线路保护装置100、存储单元200、选择单元300、第一选择模块310、第二选择模块320、采集单元400、计算单元500、第一计算模块510、第二计算模块520。
具体实施方式
[0043]
以下结合本发明的附图，对本发明实施例的技术方案以及技术效果做进一步的详细阐述。
[0044]
请参看图1至图2，一种配置串联电抗器故障线路的双端故障精确测距方法，包括以下步骤：当故障线路出现故障时，通过设置在故障线路上的线路保护装置10对故障线路两端的电压、电流进行采集，并根据所述线路保护装置10内预存的输电故障线路的总长l、电网的频率f、电抗器的电感量及单位阻抗z
l
，计算故障线路中故障点的位置。
[0045]
优选地，包括以下步骤：
[0046]
s1：当故障线路出现故障时，选择预存的电网的频率f及串联在故障线路中的电抗器的电感量；
[0047]
s2：基于s1选择的电网的频率f及电抗器的电感量计算串联在故障线路中的电抗器的电抗x
l
；
[0048]
s3：采集故障线路两端的电压和电流
[0049]
s4：选择预存的故障线路的单位阻抗z
l
及故障线路的总长l；
[0050]
s5：基于s2计算的串联在故障线路中的电抗器的电抗x
l
、s3采集的数据、 s4选择的数据，计算故障点到故障线路任意一端的距离。
[0051]
一般情况下在高压电线路中通常出现故障的原因为，有树枝或鸟等落在高压电线路，如图2所述，以等效电阻r代替树枝或鸟，当线路出现故障时，通过设置在故障线路上的线路保护装置10对故障线路两端的电压、电流进行采集，并根据所述线路保护装置10内预存的输电故障线路的总长l、电网的频率f、电抗器的电感量及单位阻抗z
l
，计算故障线路中故障点的位置。通过这种方法计算出的故障点位置准确、快捷，不再需要操作人员沿着故障线路去排查，操作人员根据计算出的结果在故障线路中迅速找到对应的故障位置，并对故障点进行消除，使电网安全的运行。
[0052]
优选地，步骤s3中，所述电抗x
l
：
[0053]
x
l
＝j2πf电感量
[0054]
式中：π为圆周率；
[0055]
f为电网频率；
[0056]
j为虚数。
[0057]
优选地，在故障线路中，所述电抗器位于所述故障点的一侧，含有所述电抗器的一侧为m，未含所述电抗器的一侧为n，步骤s5中计算m侧到所述故障点的距离lm：
[0058][0059]
优选地，步骤s5中计算n侧到所述故障点的距离ln：
[0060][0061]
在线路上设置线路保护装置10，线路保护装置10的测量元件对线路进行实时测量，当线路出现故障时，所述线路保护装置10的逻辑元件对测量元件测量到的数据进行分析，当测量元件测量到的数据大于逻辑元件内预定的数值时，发送信号给所述执行元件，所述执行元件执行跳闸，线路发生故障,。
[0062]
请参看图3，一种配置串联电抗器故障线路的双端故障精确测距系统10，包括线路保护装置10，所述线路保护装置10还包括：存储单元200、选择单元 300、采集单元400、计算单元500，所述存储单元200与所述选择单元300电性连接，所述选择单元300与所述计算单元500电性连接，所述采集单元400 与所述计算单元500电性连接，所述存储单元200用于存储输电故障线路的总长l、电网的频率f、电抗器的电感量及单位阻抗z
l
，所述选择单元300用于对存储单元200存储的数据进行选择，所述采集单元400用于测量所述故障线路两端的电压、电流，所述计算单元500用于根据选择单元300传输的数据进行计算，以计算出故障线路中故障点的位置。
[0063]
优选地，所述选择单元300包括：第一选择模块310、第二选择模块320，所述第一选择模块310、第二选择模块320分别与所述存储单元200电性连接，所述计算单元500包括：第一计算模块510、第二计算模块520，所述第一计算模块510分别与所述第一选择模块310、第二计算模块520电性连接，所述第二计算模块520还与所述第二选择模块320电性连接；
[0064]
所述第一选择模块310用于选择存储单元200预存的电网的频率f及串联在故障线路中的电抗器的电感量；
[0065]
所述第一计算模块510用于根据第一选择模块310选择的电网频率f及电抗器的电
感量计算串联在故障线路中的电抗器的电抗x
l
；
[0066]
所述采集单元400用于采集故障线路两端的电压和电流所述采集单元400包括：电压互感器、电流互感器，所述电压互感器对所述故障线路两端的电压进行采集，所述电流互感器对所述故障线路两端的电流进行采集；
[0067]
所述第二选择模块320用于选择存储单元200预存的故障线路的单位阻抗 z
l
及故障线路的总长l；
[0068]
所述第二计算模块520根据所述第一计算单元500计算的串联在故障线路中的电抗器的电抗x
l
、采集单元400采集的故障线路两端的电压和电流第二选择模块320选择的故障线路的单位阻抗z
l
及故障线路的总长l，计算故障点到故障线路任意一端的距离。
[0069]
优选地，所述第一计算模块510计算电抗的计算式为：
[0070]
x
l
＝j2πf电感量；
[0071]
式中：π为圆周率；
[0072]
f为电网频率；
[0073]
j为虚数。
[0074]
优选地，在故障线路中，所述电抗器位于所述故障点的一侧，含有所述电抗器的一侧为m，未含所述电抗器的一侧为n，所述第二计算模块520计算m 侧到所述故障点的距离lm的计算式为：
[0075][0076]
优选地，所述第二计算模块520计算n侧到所述故障点的距离ln：
[0077][0078]
当线路出现故障时，所述线路保护装置10中所述第一选择模块310选择存储单元200预存的电网的频率f及串联在故障线路中的电抗器的电感量，所述第一计算模块510根据第一选择模块310选择的电网频率f及电抗器的电感量计算串联在故障线路中的电抗器的电抗x
l
，同时所述采集单元400采集故障线路两端的电压和电流所述第二选择模块320选择存储单元200预存的故障线路的单位阻抗z
l
及故障线路的总长l，所述第二计算模块520根据所述第一计算单元500计算的串联在故障线路中的电抗器的电抗x
l
、采集单元400 采集的故障线路两端的电压和电流第二选择模块320选择的故障线路的单位阻抗z
l
及故障线路的总长l，计算故障点到故障线路任意一端的距离，此配置串联电抗器故障线路的双端故障精确测距系统10能够方便快捷的计算出故障点的位置。
[0079]
现提供以下对比例，对于图1、2所示故障点，采用现有技术中故障分析测距方法测距：
[0080][0081][0082]
对于串联电抗器，电抗器的参数大于所述线路阻抗，导致故障点无法精准测距。因此，采用本发明的方案，无论串联什么样的电抗器仍然可以精准测出故障点的距离。
[0083]
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、方法和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
[0084]
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。