[發明專利]基于定位函數的輸電線路單端故障測距方法

有效

• 申請號: 201510632301.0
• 申請日: 2015-09-29
• 公開（公告）號: CN105223468B
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發明（設計）人: 黃純;湯濤;江亞群;劉鵬輝;羅勛華;謝興;彭濤;周超;杜培偉
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種基于定位函數的輸電線路單端故障測距方法，包括以下步驟：1)輸電線路故障發生后，在保護安裝處對三相電壓和三相電流進行采樣，并利用傅里葉算法分別計算三相電壓向量和三相電流向量；2)由步驟1)所得的三相電流向量計算零序電流向量；3)根據故障類型，選取相應的定位函數；4)采用逐步搜索法，搜索到使定位函數取最小值的x，該x即為故障距離。

技術領域

本發明涉及一種基于定位函數的輸電線路單端故障測距方法，屬于電力系統繼電保護技術領域。

技術背景

故障測距能夠及時準確定位故障點，不僅能快速修復線路，保證可靠供電，而且對電力系統的安全穩定運行起著至關重要的作用。因此，故障測距一直是電力系統保護與控制領域的研究熱點。

故障測距從數據使用的角度可分為雙端測距法和單端測距法，雙端測距法是使用輸電線路兩端的電氣數據來實現故障測距，單端測距法是利用本地單端電氣數據進行故障測距。雙端測距法又可分為雙端數據同步測距法和雙端數據非同步測距法，雙端數據同步測距法一般對通信要求較高，需要線路兩端數據絕對同步，否則就會產生誤差；雙端數據非同步測距法不要求線路兩端數據嚴格同步，但是仍需要鋪設數據傳輸通道，這會增大資金投入；而單端測距法不需要通信信道，經濟可靠、簡單易行，因此，在實際輸電線路中得到了廣泛應用。

故障測距從原理的角度可劃分為阻抗測距法和行波測距法，阻抗測距法是利用故障距離與測量阻抗成正比的原理來實現故障測距的，行波測距法是通過行波波頭在測量處與故障處之間來回往返的時間來確定故障距離的。阻抗測距法受過渡電阻影響較大，至今也沒有找到能完成克服過渡電阻的阻抗測距法，同時，阻抗測距法也容易受對端系統阻抗和運行方式的影響；行波測距法的測距精度一般高于阻抗測距法，但在識別故障點的反射行波和來自其他間斷點的發生行波有一定的困難，因此，不管是哪種方法，都有必要對其進行更深入的研究。

發明內容

本發明提供一種不受過渡電阻影響的基于定位函數的輸電線路單端故障測距方法，具有較高的測量精度。

該方法包括以下步驟：

1.一種基于定位函數的輸電線路單端故障測距方法，其特征在于：

1)輸電線路故障發生后，在保護安裝處對三相電壓和三相電流進行采樣，并分別計算三相電壓向量和三相電流向量；

2)根據步驟1)所得的三相電流向量計算零序電流向量；

3)根據故障類型，選取相應的定位函數；

4)采用逐步搜索法，找到使定位函數取最小值的x，該x即為故障距離。

2.根據權利要求1所述的基于定位函數的輸電線路單端故障測距方法，其特征在于：在所述的步驟1)中，在線路M端保護安裝處以2000Hz的采樣頻率進行實時數據采樣，得到電流序列i_MA(k)、i_MB(k)、i_MC(k)和電壓序列u_MA(k)、u_MB(k)、u_MC(k)，利用傅里葉算法分別計算輸電線路的三相電壓向量和三相電流向量，具體算法如下：

其中，K＝40，為一個基波周期的采樣點數，分別表示線路M端保護安裝處的電流向量和電壓向量。

3.根據權利要求1所述的基于定位函數的輸電線路單端故障測距方法，其特征在于：在所述的步驟2)中，根據所得的三相電流向量計算零序電流向量具體計算如式(3)所示。

4.根據權利要求1所述的基于定位函數的輸電線路單端故障測距方法，其特征在于：對于不同的故障類型，其相應的定位函數由公式(4)～(12)給出：