基于录波信息的双侧电源输电线路故障接地电阻计算方法

基于录波信息的双侧电源输电线路故障接地电阻计算

李辉，宋斌，许捷

（国电南瑞科技股份有限公司江苏南京211106）

摘要：针对由山火、雷电、覆冰、污闪等自然因素引起输电线路故障是单相或相间经过渡电阻接地这一现象，首先用对称分量法分别对单相故障接地和相间故障接地进行分析，得出两种情况下故障点接地故障电流都等于故障点的总零序电流。利用故障点接地故障电流都等于故障点的总零序电流和从流入保护装置的零序电流中扣除本线路相对地的分布电容决定的零序电容电流，来计算故障点的总零序电流即接地故障电流。利用各序对称分量之间的电压关系是相互独立特性，首先把保护装置的录波数据电压量计算出线路始端三序电压分量，分别计算故障点故障相的各序电压，然后叠加成故障点处故障相实际电压，最后利用欧姆定律计算出接地电阻。

关键词：双侧电源；对称分量法；接地电阻；零序电容电流

Calculation of Earth Resistance of Bilateral Power Supply Transmission

Line Based on Fault Information

LI Hui, SONG Bin , XU Jie

(NARI Technology Development Limited Company, Nanjing 211106 China)

Abstract：Due to the existence of earth resistance caused by fire, lightning, ice, pollution flashover natural factors, single-phase grounding fault and interphase earth fault ground is analyzed with symmetrical component method, and it is concluded that in both cases failure point grounding fault current is equal to the total zero sequence current of fault point. Using fault point grounding fault current is equal to the point of zero sequence current and deducted from flowing into protection of zero sequence current of this circuit is relatively distributed capacitance of zero sequence capacitive current decision, to calculate the fault point total of zero sequence current as grounding fault current. Using the relationship between the voltage sequence symmetrical component are mutually independent features, first of all, the protection device of voltage wave record data to calculate the line between three sequence voltage component, each sequence voltage of fault phase are calculated respectively, and then into a actual voltage fault point, finally using ohm's law to calculate the earth resistance.

Keywords：bilateral power supply; method of symmetrical components; earth resistance; zero sequence Capacitive current

0 引言

电力系统输电线路大多暴露于旷野之中，周边环境复杂，引起线路跳闸的因素很多，主要包括：山火、雷电、覆冰、雾闪、树障等，而这些因素导致输电线路故障绝大多数表现为接地故障[1]。不同因素引起的接地故障，其接地电阻值的大小上是有差异的，计算出故障接地电阻也为分析故障起因提供了必要的依据。

在现代电网保护和控制系统中，都包含有保护装置、录波装置和故障测距装置等，这也

为我们为计算故障接地电阻提供了充分条件。

1 双侧电源高压输电线路故障接地电阻计算基本原理

计算接地电阻最直接最有效的方法就是获得故障点电压和对地故障电流，通过欧姆定律计算故障接地电阻。对于单相和相间

短路接地故障，都属于不对称故障。对于不对称短路故障，参考文献[2]，采用对称分量法来进行分析计算。

双侧电源线路单相接地故障电流分析计算。为简化分析计算，假设A 相为单相故障接地相，如图1所示。

UAM

UBM UCM

UAN UBN UCN

图1 双侧电源线路A 相单相接地故障

根据文献[电力系统暂态分析]分析可知，单相A 相接地短路故障处的电流边界条件为：

⎪⎩⎪⎨⎧=+=+00CN CM BN BM I I I I 式（1）

将此式转换为用A 相的对称分量表示，则：

⎪⎩

⎪⎨⎧=+α+α++α+α=+α+α++α+α0

f(0)N f(2)N f(1)N f(0)M f(2)M f(1)M f(0)N f(2)N f(1)N f(0)M f(2)M f(1)M I I I I I I I I I I I I 222

2

式（2）

α= e

j120

，下同。推算得：

f(0)N

f(0)M f(2)N f(2)M f(1)N f(1)M I I I I I I +=+=+ 式（3）

故障A 相接地短路电流为：

)

I I (3I I I I I I I

I I f(0)N f(0)M f(0)N f(2)N f(1)N f(0)M f(2)M f(1)M AN

AM

g

+=+++++=+= 式（4）

双侧电源线路两相接地故障电流分析计算。为简化分析计算，假设BC 相为相间故障接地相，如图2所示。