[發明專利]一種基于比幅原理的線路雙端穩態量測距方法和系統

有效

• 申請號: 202010053618.X
• 申請日: 2020-01-17
• 公開（公告）號: CN111141995B
• 公開（公告）日: 2022-10-04
• 發明（設計）人: 郭雅蓉;王興國;柳煥章
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司;國家電網有限公司
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 北京工信聯合知識產權代理有限公司 11266
• 代理人: 姜麗樓

本發明提供一種基于比幅原理的線路雙端穩態量測距方法和系統。所述方法和系統通過采集故障前后線路兩側的電壓值和電流值，計算線路兩側的電壓變化量和電流變化量，并根據所述電壓變化量和電流變化量確定電壓相量值和電流相量值后，通過對短路點電壓的迭代計算確定短路點的位置。所述方法原理簡單，能夠準確識別故障點，實現線路的精確測距。

技術領域

本發明涉及繼電保護領域,并且更具體地，涉及一種基于比幅原理的線路雙端穩態量測距方法和系統。

背景技術

在地形地貌多樣復雜的地區，輸電線路通過遍布在山峰和河流之間，很多時候都采用架空線路的方式。另外，針對輸電線路跨越超寬水道和海峽的特殊情況，還出現了超高壓架空線－電纜混合線路。隨著輸電網絡的復雜化，快速、準確地確定高壓線路的故障點位置，并及時解決故障、排除安全隱患，對保證電力系統的安全具有重大意義。

針對高壓輸電線故障的檢測，國內外提出了眾多方法，如基于工頻電氣量的阻抗法、故障分析法，和基于暫態分量的行波法。但是由于電纜的電氣參數相較于架空輸電線路存在一定的差異，混合線路的故障特性與常規線路的故障特性有一定的差別，因此會對常規用于架空輸電線路的故障測距方法的精度產生相應的影響。因而需要提出一種新的測距方法。

發明內容

為了解決現有技術中在高壓架空線-電纜混合線路上基于工頻電氣量進行故障定位容易受到外界不穩定因素的影響，對故障的定位有較大的誤差的技術問題，本發明提供一種基于比幅原理的線路雙端穩態量測距方法，所述方法包括：

步驟1、采集架空線－電纜混合輸電線路發生故障后的線路兩側電壓值和電流值，以及所述線路發生故障前一個周波的線路兩側電壓值和電流值，其中，線路兩側分別為M側和N側；

步驟2、根據采集的所述線路發生故障前后的線路兩側電壓值確定電壓值變化量，以及對采集的所述線路發生故障前后的線路兩側電流值確定電流值變化量；

步驟3、將所述線路兩側電壓值變化量經過傅立葉變換計算線路兩側電壓相量值，將所述線路兩側電流值變化量經過傅立葉變換計算線路兩側電流相量值；

步驟4、根據線路故障后補償點至線路M側的距離x_i，線路兩側電壓相量值和電流相量值，M側架空線長度L₁和N側架空線長度L₃、電纜的長度L₂，架空線波阻抗Z_cT和傳播系數γ_T，以及電纜波阻抗Z_cC和電流傳播系數γ_C計算補償點電壓和其中，i的初始值為1，為三相電路中的任意一相，

步驟5、基于設置的測距模型，根據所述補償點電壓和確定補償點至線路M側的距離x_i+1；

步驟6、令i＝i+1，當i＞N時，確定測距結果為補償點至線路M側的距離x_N+1，當i≤N時，轉回步驟4。

進一步地，所述方法在采集架空線－電纜混合輸電線路發生故障后的線路兩側電壓值和電流值之前還包括設置測距參數，確定架空線波阻抗Z_cT和傳播系數γ_T，以及確定電纜波阻抗Z_cC和電流傳播系數γ_C，其中，所述測距參數包括輸電線路長度L、側架空線長度L₁和N側架空線長度L₃、電纜的長度L₂，迭代次數N和補償點距離M側的初始距離x₁，所述架空線波阻抗Z_cT和傳播系數γ_T，電纜波阻抗Z_cC和電流傳播系數γ_C的計算公式分別為：