[發明專利]用于輸電線路的無參數的基于行波的故障定位

有效

• 申請號: 201880074003.6
• 申請日: 2018-06-15
• 公開（公告）號: CN111433616B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: O·D·奈杜
• 申請（專利權）人: 日立能源瑞士股份公司
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08;G01R31/11;H02H7/26
• 代理公司: 北京市漢坤律師事務所 11602
• 代理人: 吳麗麗;張濤

本發明提供了一種用于在輸電線路中進行故障定位的方法和裝置。所述方法包括獲得(202)在輸電線路的第一終端處和第二終端處檢測到的行波的第一峰和第二峰的到達時間。所述方法還包括基于從在第一終端處的測量檢測到的行波的到達時間與從在第二終端處的測量檢測到的行波的到達時間的比較來識別(204，206)輸電線路的前半部分、后半部分和中點中的一個為具有故障。因此，利用對應的行波的第一峰和第二峰的到達時間以及輸電線路的長度來估計(208，210，212)故障定位。

技術領域

本發明一般地涉及輸電線路中的故障定位。更具體地，本發明涉及利用輸電線路的兩個端部處的測量的基于行波的故障定位。

背景技術

輸電線路是用于將電能從發電源傳輸到負載中心的主干。輸電線路經歷由諸如風暴、閃電、雪、雨等自然狀態引起的故障、以及由鳥類、樹枝和其他外部物體引起的絕緣擊穿和短路故障。

只有在維修隊完成對由故障引起的損壞的修復之后，才能在永久性故障之后恢復供電。為此，必須知道故障定位，否則必須檢查整條線路(或其大部分)以找到故障點。如果考慮到布設長達數百公里的高壓傳輸線路，該任務變得更加繁重和耗時。

地下線路和電纜必須從地下露出，從而需要更多的人力和機器，并且在人口密集的地區，必須封鎖道路和出入口以執行檢查和修復。因此，重要的是要么已知故障的定位，要么可以以良好的準確度來估計故障的定位。這使得可以節省用于檢查和修復工作的金錢和時間兩者，并且有助于公共設置提供更好的服務并且改進可靠性。換言之，快速識別故障定位提高了可靠性和可利用性，并且減少可能發生的收益損失。

故障定位方法基于輸入數量的可利用性而分為兩類，即單端型和雙端型。根據故障定位原理，故障定位方法分類為基于阻抗的方法、基于人工智能的方法和基于行波的方法。基于阻抗的故障定位方法需要準確地計算基波電壓和基波電流。這需要可靠的濾波技術和足夠長的故障數據集。

由于低慣性，將可再生能源系統集成到電網可能對電網穩定極限有影響，并且這將需要更快的故障清除保護方案。并且，快速保護(示例行波)方案還將在小于兩個周期內清除故障。如果故障快于兩個周期得到清除，則電流可能不會達到其穩定狀態，并且電壓可能不會從其故障狀態降至穩態，所以基于阻抗的故障定位器往往不能準確地估計定位。

此外，基于阻抗的故障定位方法依賴于線路阻抗和源阻抗的相互耦合、非均質性、源與線路的阻抗比、故障電阻和故障回路信息等。隨著數據采集和信號處理技術的近期改進，在較高的準確度是重要的場景下，行波故障定位器正變得更加流行。基于行波的方法僅需要2毫秒(ms)到3毫秒(ms)的數據來定位故障點，并且不依賴于上述提及的因素。使用行波的故障定位可以通過將該點處的初始行波和/或其反射之間的時間差與傳播速度相乘來估計。

基于通信的方法被認為是更準確且可靠的。基于兩端的同步測量的行波故障定位方法是已知的。基于行波的方法的準確度取決于線路參數(例如每單位長度的電感和電容)的準確度。由于輸電線路的狀況不斷變化，因此很難準確估計線路參數。

免設置的故障定位方法可以用來避免必須輸入線路參數數據。此類方法將需要用于估計所需參數的交替信號。例如，所述方法可能需要架空線模式信號和接地模式信號。接地模式信號高度衰減且不可靠，并且僅對接地故障可用。因此，此類方法可能僅適用于接地故障。

現有的基于通信的方法的準確度高度取決于線路傳播速度。傳播速度可以通過使用線路參數來計算。此外，這些線路參數難以準確捕獲，并且準確度取決于許多實際條件，例如負載、天氣、老化、材料屬性等。因此，需要可以克服該挑戰的準確的故障定位方法。

發明內容

本發明提供了一種不依賴于線路參數的方法。換言之，本發明提供了用于輸電線路的無參數的基于行波的故障定位。本發明的系統和方法不需要實驗來校準用于部署故障定位解決方案的傳播速度。