[发明专利]基于故障前后电压、电流变化的输电线路故障定位方法

说明书

本发明公开了一种基于故障前后电压、电流变化的输电线路故障定位方法。首先根据输电线路的分布参数模型构建故障定位方程，在故障发生后，利用输电线路两端PMU记录下的电压、电流相量值计算故障前后的正序电压、正序电流变化量，代入构造的故障定位方程，计算故障位置。本发明不受过渡电阻与故障初始角的影响，适用于各种类型的短路和接地故障，在发生近母线故障时也能有效确定故障位置，具有较高的精度、可靠性和工程实践意义。

技术领域

本发明涉及一种基于故障前后电压、电流变化的输电线路故障定位方法。

背景技术

输电线路作为整个电网的核心组成部分，一旦发生故障，就会造成电力输送的中断，将会严重影响人们正常的生产、生活。对于远距离输电线路，很难在发生故障后通过人工巡线查找、清除故障，因此一种准确、迅速的故障定位方法对于减少经济损失、提高系统稳定性具有重要意义。

目前，常见的输电线路故障定位方法可划分为行波法和阻抗法两大类。行波法通过检测故障行波的波头信息进行故障定位，对行波检测装置的采样频率要求非常高，很难在实际电网中大规模应用。阻抗法通过推导包含故障距离、系统参数的关系式进行求解，计算故障位置，方法简单，定位迅速，能应用于多种类型故障的定位，另外，利用两端的同步数据也可以消除故障电阻的影响，在故障定位领域有很高的应用价值。因此研究原理简单、实用性强、可靠性高的新型输电线路故障定位方法具有重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种基于故障前后电压、电流变化的输电线路故障定位方法，能够更方便、快速地实现输电线路故障定位。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

基于故障前后电压、电流变化的输电线路故障定位方法，包括如下步骤：

步骤1、建立输电线路分布参数模型，计算线路的传播系数γ和特征阻抗Z，推导包含故障距离、传播系数、特征阻抗和双端电气量的故障定位方程；

步骤2、在输电线路上检测到故障后，分别提取线路两端安装的PMU记录的三相电压、电流数据和其中，i＝1，2，分别代表故障前和故障后，M代表线路首端，N代表线路末端，A、B、C分别代表A相、B相、C相；

步骤3、根据步骤2的数据，计算线路两端的正序电压和正序电流的值；

步骤4、利用式(1)计算输电线路两端故障前后的电压、电流相量的变化量：

其中，代表线路首端、末端电压相量的变化量，代表线路首端、末端电流相量的变化量；

步骤5、将步骤4中的计算结果代入步骤1中推导出的故障定位方程，求解故障距离x₁、x₂，如式(2)所示，

Re(A)x₁²+Re(B)x₁+Re(C)＝0

Im(A)x₂²+Im(B)x₂+Im(C)＝0 (2)

其中，x₁、x₂代表故障点与线路首端M之间的距离，Re和Im分别代表实部和虚部，且

这里，L代表输电线路的长度；