[发明专利]一种柔性直流配电网双极短路故障区段识别及测距方法

权利要求书

1.一种柔性直流配电网双极短路故障区段识别及测距方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：依据发生双极短路故障时的各区段的暂态电压特征，确定故障发生的区段，直流线路发生双极短路故障后，故障区段与非故障区段的故障电压特征相似，但极间电压衰减下降的速率不同，故障区段的极间电压下降速率最大，非故障区段的极间电压下降速率与故障点的位置密切相关，即与直流线路的电阻大小有关，距离故障点越近的区段端点，包含的线路电阻越大，极间电压下降速率越大，距离越远，极间电压下降速率越小，为进一步刻画暂态电压与故障点位置的关系，引入电压偏离系数K，即故障时各分支母线处的实际瞬时电压与系统正常运行电压之间的偏离关系，各区段端点的电压偏离系数计算方法为：

（1）

公式(1)中表示区段端点的采样暂态电压数值，U_dc表示正常运行时的极间电压，n表示采样点的数目，由于线路电阻的存在，距离故障点越近，极间电压跌落越迅速，暂态电压下降后的峰值越小，与正常运行的极间电压相差越大，由公式(1)所知，其电压偏离系数越大；距离故障点越远，暂态电压下降后的峰值越大，与正常运行的极间电压相差越小，其电压偏离系数越小，各区段端点处计算电压偏离系数,选取其中两个最大的电压偏离系数，识别故障发生的区段，从而缩小故障范围，在直流断路器跳开后，打开故障区段的分段开关，实现故障隔离，保护故障区段其它设备的安全；重新闭合直流断路器，恢复非故障区段的供电，缩小停电范围，达到供电可靠性的目的；步骤2：隔离故障区段后在故障区段投入一个带初始电压的测距电容，线路电感、线路电阻和故障点过渡电阻形成一个串联的二阶电路，通过提取电容放电电压、电流的暂态数据，用基尔霍夫电压定律列写方程，如公式(2),(3)所示：

(2)

(3)

其中,,

R₁=r₀x，R₂=r₀(L-x)， L₁=l₀x ，L₂=l₀(L-x)

式中U_Ci、U_Cj,表示投入的测距电容C_i、C_j初始电压大小，i_i(t)和i_j(t)为投入的电容的放电电流，L表示该区段内线路全长，x表示故障点距离左侧测距电容的距离，r₀表示线路单位长度电阻，l₀表示线路单位长度电感，R_f表示过渡电阻，联立求解公式（2）、（3），可以得到故障点距离左侧测距电容的x的表达式即公式(4)：

(4)

由于采用故障区段双端的故障信息，以消除过渡电阻的影响，具有较好的耐过渡电阻的能力。