1.一种基于参数辨识的消弧线圈接地系统单相接地故障测距方法,首先建立消弧线圈接地系统单相接地故障时的零序全波等效电路,然后将系统参数、故障后的电气量带入由零序全波等效电路推导的关系式中,得到故障点到母线的距离;所述的系统参数包括消弧线圈的电感和等效并联电阻,线路的单位长度正序、负序和零序阻抗;所述故障后的电气量包括母线零序电压、故障线路故障相负荷电流、故障线路零序电流和变电站二次侧故障相绕组电压;其特征是其内容包括如下步骤:
1)建立单相接地故障时零序全波等效电路;
该电路的电源由3部分组成,即故障线路故障相负荷电流在故障点上游自阻抗上产生的电压e1(t)、所有线路故障相负荷电流在系统电源内阻抗上产生的电压e2(t)和变压器二次侧故障相绕组在故障前的电压Vf(t);故障点到母线端的线路自阻抗Zs_up和故障点过渡电阻Rf串联接在电路中;故障线路对地零序电容Cf、所有健全线路对地零序电容之和C1、消弧线圈电感LN和消弧线圈等效并联电阻RN并联接在电路中;
2)求解故障距离;
线路自阻抗Zs_up为
Zs_up=(Z1_up+Z2_up+Z0_up)/3=Lf(rs_up+jωLs_up) (1)式(1)中:Z1_up、Z2_up、Z0_up分别为故障点上游正序、负序、零序阻抗,Lf为故障距离,rs_up为单位长度自阻抗的电阻部分,Ls_up为单位长度自阻抗的电感部分,ω为角频率;
故障线路故障相负荷电流在故障点上游自阻抗的压降e1(t)可表示为式(2)中:if_p(t)为故障线路故障相负荷电流;
在零序全波等效电路中,-Vf(t)与e2(t)之和本质上表征故障后变压器二次侧故障相绕组电压u2(t),即u2(t)=-Vf(t)+e2(t) (3)在零序全波等效电路中,应用基尔霍夫电压定律可得
式(4)中:if(t)为故障点接地电流,u0(t)为母线零序电压;
在零序全波等效电路中,故障点接地电流if(t)、故障线路零序电流i0_f(t)和Cf上的零序电流i0(t)满足联立式(2)、式(4)和式(5)可得
将式(6)离散化得
式(7)中:k为采样点,T为采样时间间隔;
为变压器二次侧故障相绕组电压计算值,而u2(k)为变压器二次侧故障相绕组电压采样值,令式(8)中:N为故障数据点数;
要使P最小,应有
即
方程组(10)是含未知参数Lf、Rf、Cf的三元代数方程组,求解方程即可得出故障距离Lf;
方程组在求解时有时会出现多解情况,需要排除无效解;由于三个参数都具有实际物理意义,可根据Lf大于0小于故障线路总长度、Rf大于0、Cf大于0的条件排除无效解。