[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

本發明公開了一種高壓直流輸電線路的故障定位方法及系統，利用輸電線路沿線各測量點所測電氣量獲得波頭的極性及到達時刻，構建故障區段定位判據、建立故障精確定位方程，根據波頭極性實現故障區段判別、通過定位方程求解實現故障位置準確獲取。所提出分布式定位方案，利用輸電線路沿線多點測量電氣量建立故障定位方程，定位原理簡單、可靠、精確度高，不存在定位死區，且消除了定位精度對線路參數的依賴。

技術領域

本發明屬于高壓輸電線路故障定位技術領域，尤其涉及一種高壓直流輸電線路的故障定位方法、 系統及直流輸電線路。

背景技術

與傳統的交流輸電相比，直流輸電具備線路走廊窄，損耗小，輸送容量不受系統運行限制，跨區 域非同步聯網等經濟性和技術性優勢。自20世紀50年代首個直流輸電工程投運以來，其應用浪潮在 電力系統中逐步展開，輸電等級和輸送容量得到不斷提升。

作為電力系統的命脈，直流輸電線路是電力系統中最容易發生故障的部分，若其發生故障，將造 成線路傳輸功率下降，換流站設備損壞，系統停運等一系列嚴重后果，直流電纜行波衰減嚴重，波速 度不易確定，直流架空線路分布參數特征明顯，故障概率較高，結合線路故障危害，制定完善精準的 直流輸電線路故障定位方案顯得尤為重要。

目前直流輸電線路故障定位主要采用單端法、雙端法。郗傳鑫等人分析故障行波波頭各頻率分量 的到達時刻，提出一種基于S變換的直流電纜線路故障定位方法，但該方法定位精度易受行波波速影 響，導致定位精度不穩定。王永進等人研究分析了行波波速與線路參數頻變特性、行波波頭的衰減特 性，提出一種考慮強非線性系統的特高壓直流輸電直流線路故障定位方法，但該方法定位精度同樣易 受行波波速影響。段建東等人在研究直流線路故障行波速度與行波到達時刻的特定瞬時頻率關系的基 礎上，提出一種基于行波瞬時頻率的高壓直流輸電線路雙端故障定位方法，但該方法存在故障定位死 區。隨著通信技術和信息同步技術的發展，多端測距技術同樣具備良好的工程應用前景，段寬等人通 過在線路中點增加一套以Rogowski線圈為核心的行波檢測單元，提出一種基于多端量測、考慮波速 及弧垂效應的特高壓直流線路測距方法，但當故障發生在長距離直流輸電線路首末端時，仍可能無法 檢測故障、實現定位，存在故障定位死區的問題。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種高壓直流輸電線路的故障定位方法及系統，以解決采用波 速度作為故障定位方程的自變量而導致影響故障定位精度，以及存在故障定位死區的問題。

本發明是通過如下的技術方案來解決上述技術問題的：一種高壓直流輸電線路的故障定位方法， 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。