[发明专利]一种交流输电线路故障测距中第二个波头性质的识别方法

说明书

技术领域

本发明涉及交流输电线路单端行波故障测距中第二个波头性质的识别方法，属电力系统继电保护技术领域。

背景技术

故障测距一直以来受到电力工作者的高度关注，准确的故障测距可以极大的缩短巡线时间，加快恢复供电，对电力系统的安全和经济运行具有非常重要的意义。行波故障测距是根据行波传输理论实现的故障测距方法：当输电线路发生故障时，会产生沿线传播的故障行波，在波阻抗不连续点发生折、反射，利用故障行波的传输时间计算故障距离。行波法可以分为单端法和双端法两种。双端法需要线路两端精确对时及信息传输通道，装置的成本较单端法高。单端法是利用线路一端测量到的故障暂态行波在故障点与本端或者对端母线之间往返一次的传播时间计算故障点到本端或者对端母线间的距离。

单端法的难点在于第二个波头性质的识别，需要准确区分第二个波头是相邻母线反射波、故障点反射波还是对端母线反射波。文献[1]利用“波形比较法”消除相邻母线反射波的影响。文献[2,3]利用同母线上任一“有限长”非故障线路作为参考线路，通过比较由故障线路暂态电流与该参考线路暂态电流形成的反向行波浪涌和对应的正向行波浪涌的极性，来消除相邻母线反射波的影响。实际上，利用反行波可以有效的消除相邻母线反射波的干扰。文献[4,5]利用线模行波极性的不同来识别故障点反射波，但只适用于部分母线结构。文献[6,7]利用单相故障下，第二个反向行波线模与零模的极性关系，区分故障点反射波和对端母线反射波。

我国110kV以上电力线上都装有电力线载波设备，包括线路阻波器与耦合电容器、结合设备等。考虑到阻波器对载波频率呈现高阻抗的特性，将会改变高频行波在母线处的反射系数，藉此，本专利给出一种利用反行波前两个波头极性关系来识别第二个波头性质的方法，该方法在不同母线结构和不同故障类型均适用。

 

参考文献：

 [1]  董新洲，葛耀中，徐丙垠．利用暂态电流行波的输电线路故障测距研究[J]．中国电机工程学报，1999，19(4)：76-80．

 [2]  陈平，徐丙垠，葛耀中．一种利用暂态电流行波的输电线路故障测距方法[J]．电力系统自动化，1999，23(14)：29-33．

 [3]  李一峰，陈平．一种输电线路故障测距新方法[J]．电力系统及其自动化学报，2008，20(4)：125-128．

 [4]  葛耀中．新型继电保护和故障测距的原理与技术[M]．西安：西安交通大学出版社，1996：217-314．

 [5]  葛耀中，董新洲，董杏丽．测距式行波距离保护的研究（一）——理论与实现技术[J]．电力系统自动化．2002，26(6)：34-40．

 [6]  施慎行，董新洲，周双喜．单相接地故障行波分析[J]．电力系统自动化，2005，29(23)：29-32，53．

 [7]  施慎行，董新洲，周双喜．单相接地故障下第2个反向行波识别的新方法[J]．电力系统自动化，2006，30(1)：41-44，59。

发明内容

本发明的目的是提供一种交流输电线路单端故障测距中第二个波头性质的识别方法，利用反行波消除相邻母线反射波的干扰；在考虑阻波器的情况下，利用反行波前两个波头的极性关系识别第二个波头为故障点反射波还是对端母线反射波。

本发明的技术方案为：

1）当交流线路保护的突变量启动元件检测到故障启动，记录三相电压行波和电流行波，时窗应大于行波在被保护线路全长传播一次的时间；

2）对三相电压行波和三相电流行波分别按式(1)和(2)作相模变换

式中，u₀为零模电压，u_α和u_β为两个线模电压；u_A，u_B，u_C分别为三相电压；i₀为零模电流，i_α和i_β为两个线模电流；i_A，i_B，i_C分别为三相电流。

3）取线模电压u_α、线模电流i_α利用式(3)构造反行波u_f：