[发明专利]直流输电线路单极接地时故障位置定位方法

权利要求书

1.一种直流输电线路单极接地时故障位置定位方法，其特征在于：包括：

当直流输电线路发生单极接地故障时，计算所述直流输电线路首端的电压1模分量u_M1(t)和电流1模分量i_M1(t)，未端的电压1模分量u_N1(t)和电流1模分量i_N1(t);

根据所述u_M1(t)、i_M1(t)、u_N1(t)和i_N1(t)，采用多阶距离无穷小的直流输电线路分布参数数学模型，定位所述单极接地故障的故障点在所述直流输电线路中的位置。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述计算u_M1(t)、i_M1(t)、u_N1(t)和i_N1(t)，包括：

在采信时间段内，采集直流输电线路首端的两极电流瞬时信号i_Mp(t)、i_Mn(t)和两极电压瞬时信号u_Mp(t)、u_Mn(t)，采集直流输电线路末端的两极电流瞬时信号i_Np(t)、i_Nn(t)和两极电压瞬时信号u_Np(t)、u_Nn(t)；

根据采集的i_Mp(t)、i_Mn(t)、u_Mp(t)、u_Mn(t)，计算出直流输电线路首端的电压1模分量u_M1(t)和电流1模分量i_M1(t)的函数表达式；

根据采集的i_Np(t)、i_Nn(t)、u_Np(t)和u_Nn(t)计算出直流输电线路末端的电压1模分量u_N1(t)和电流1模分量i_N1(t)的函数表达式。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：所述i_Mp(t)、i_Mn(t)、i_Np(t)、i_Nn(t)、u_Mp(t)、u_Mn(t)、u_Np(t)、u_Nn(t)的时间间隔均为T，且0.05ms≤T≤0.5ms。

4.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于：所述根据所述u_M1(t)、i_M1(t)、u_N1(t)和i_N1(t)，定位所述单极接地故障的故障点在所述直流输电线路中的位置，包括：

对故障距离X设定一个初始值；

将X、u_M1(t)、i_M1(t)、u_N1(t)和i_N1(t)代入公式一中，获得距离直流输电线路首端X处的电压1模分量函数表达式u_M11(t)和距离直流输电线路末端D-X处的电压1模分量函数表达式u_N11(t)；

根据u_M11(t,x)计算出在采信时间段内某一时刻t₁的电压1模分量瞬时值u_M11(t₁,x)，根据u_N11(t,D-x)计算出在采信时间段内某一时刻t₁的电压1模分量瞬时值u_N11(t₁,D-x)；

计算u_M11(t₁,x)与u_N11(t₁,D-x)之差的绝对值在采信时间段内的和，即：将x∈(0,D)代入ε，即在故障距离X的初始值的基础上增加一个增量Δx作为一个新赋予的故障距离X值，即X=X+△x，在区间（0，D）上找到使为最小值时对应的X，即为满足测距误差精度的故障距离X，从而实现高压直流输电线路的单极接地故障的故障位置的准确定位；

其中，公式一为：u11(t,x)=u1(t)-x(Ri1(t)+Li1′(t))+Σj=1∞A1(j)]]>

A1(j)=x2j(2j)!Σi=0jCjiRiLj-1Cju1(2j-i)(t)-x2j+1(2j+1)!Σi=0j+1Cj+1iRiLj-i+1Cji1(2j-i+1)(t)Cjij!(j-i)!i!]]>

R是直流输电线路的单位长度的等效电阻，针对1模分量的计算，它对应的取值是R₁；L是直流输电线路的单位长度的等效电感，针对1模分量的计算，它对应的取值是L₁；C是直流输电线路的单位长度的等效电容，针对1模分量的计算，它对应的取值是C₁；x是直流输电线路两端到所求节点处的长度，针对首端到所求节点处的计算，它对应的取值是X，针对末端到所求节点处的计算，它对应的取值是D-X,D是直接流输电线路的长度；j是计算单元的个数，它是由1→∞的正整数构成；i是与j值紧密相关的总和循环值，为正整数；u₁₁(t,x)表示的是所求点的电压1模分量，针对首端到所求节点处的计算，它对应的取值是u_M11(t,x)；针对末端到所求节点处的计算，它对应的取值是u_N11(t,D-x)；u₁(t)表示的是两端的电压1模分量，针对首端到所求节点处的计算，它对应的取值是u_M1(t)；针对末端到所求节点处的计算，它对应的取值是u_N1(t)；i₁(t)表示的是两端的电流1模分量，针对首端到所求节点处的计算，它对应的取值是就是i_M1(t)；针对末端到所求节点处的计算，它对应的取值是i_N1(t)；i₁'(t)是i₁(t)的一阶求导值；u₁^(2j-i)(t)是u₁(t)的2j-i阶求导值；i₁^(2j-i+1)(t)是i₁(t)的2j-i+1阶求导值；u₁^(2j-i-1)(t)是u₁(t)的2j-i-1阶求导值；i₁^(2j-i)(t)是i₁(t)的2j-i阶求导值。