[發明專利]高壓直流輸電線路的故障定位方法、系統及直流輸電線路

有效

• 申請號: 202010589249.6
• 申請日: 2020-06-24
• 公開（公告）號: CN111766470B
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 褚旭;呂昊澤;孫錦琛;鮑澤宏;殷高文;羅鑫錦
• 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: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 馬強;曾利平

1.一種高壓直流輸電線路的故障定位方法，其特征在于，包括：

步驟1：獲取直流輸電線路上多個測量點處的電氣量測量值，所述電氣量測量值為電流測量值或電流測量值與電壓測量值；

步驟2：計算每個所述測量點的電流測量值初始波頭到各自測量點的初始時刻；

或根據每個所述測量點的電流測量值和電壓測量值計算各測量點的電壓反行波，并計算每個測量點的電壓反行波初始波頭到各自測量點的初始時刻；

步驟3：標定各測量點的電流測量值初始波頭的極性或電壓反行波初始波頭的極性，并根據各測量點的電流測量值初始波頭極性或電壓反行波初始波頭極性構建故障區段定位判據，確定故障點位于哪兩個測量點之間；

步驟4：以故障點所對應的兩個測量點以及所述兩個測量點的相鄰測量點所對應的初始時刻為自變量構建該故障點的定位方程，由該故障點的定位方程計算出該故障點的精度位置；

所述步驟4中，位于測量點M_k和測量點M_k+1(k＝1、...、D-1)之間的故障點的定位方程為：

式中，均表示故障點距離直流輸電線路首端的初步測量距離，D為直流輸電線路沿線的測量點的數量，k為測量點M_k的序號，Ψ為測量點的序號，t_k-1、t_k、t_k+1、t_k+2分別為測量點M_k-1、M_k、M_k+1、M_k+2所對應的初始時刻，L_Ψ-1|Ψ為測量點M_Ψ-1與測量點M_Ψ之間的線路長度，L_k-1|k為測量點M_k-1與測量點M_k之間的線路長度，L_k|k+1為測量點M_k與測量點M_k+1之間的線路長度，L_k+1|k+2測量點M_k+1與測量點M_k+2之間的線路長度，L_f為故障點距離直流輸電線路首端的精確距離。

2.如權利要求1所述的一種高壓直流輸電線路的故障定位方法，其特征在于：所述步驟1中，在直流輸電線路沿線以及直流輸電線路的首端和末端分別安裝有電氣量測量裝置，以每個電氣量測量裝置的安裝位置作為一個測量點。

3.如權利要求2所述的一種高壓直流輸電線路的故障定位方法，其特征在于：在所述直流輸電線路沿線上的多個電氣量測量裝置為不等間距分布。

4.如權利要求2所述的一種高壓直流輸電線路的故障定位方法，其特征在于：每個所述電氣量測量裝置內設有5G通信模塊，各電氣量測量裝置之間采用5G通信技術來進行通信。

5.如權利要求1所述的一種高壓直流輸電線路的故障定位方法，其特征在于：所述步驟2中，各測量點的電壓反行波的計算表達式為：

式中，為第k個測量點的電壓反行波，u_k(t)為第k個測量點的電壓測量值，i_k(t)為第k個測量點的電流測量值，k＝0,1,2,3,…,D,D+1，D為直流輸電線路沿線的測量點的數量，當k為0時，測量點M₀為直流輸電線路首端的測量點，當k為D+1時，測量點M_D+1為直流輸電線路末端的測量點，Z_C為直流輸電線路的波阻抗，L_m、C_m分別為直流輸電線路單位長度電感、電容。

6.如權利要求1或5所述的一種高壓直流輸電線路的故障定位方法，其特征在于：所述步驟2中，采用小波變換算法、希爾伯特黃變換算法或S變換算法計算各測量點的電流測量值初始波頭到達各自測量點的初始時刻，或電壓反行波初始波頭到達各自測量點的初始時刻。