[发明专利]一种基于比幅原理的线路双端稳态量测距方法和系统

说明书

本发明提供一种基于比幅原理的线路双端稳态量测距方法和系统。所述方法和系统通过采集故障前后线路两侧的电压值和电流值，计算线路两侧的电压变化量和电流变化量，并根据所述电压变化量和电流变化量确定电压相量值和电流相量值后，通过对短路点电压的迭代计算确定短路点的位置。所述方法原理简单，能够准确识别故障点，实现线路的精确测距。

技术领域

本发明涉及继电保护领域,并且更具体地，涉及一种基于比幅原理的线路双端稳态量测距方法和系统。

背景技术

在地形地貌多样复杂的地区，输电线路通过遍布在山峰和河流之间，很多时候都采用架空线路的方式。另外，针对输电线路跨越超宽水道和海峡的特殊情况，还出现了超高压架空线－电缆混合线路。随着输电网络的复杂化，快速、准确地确定高压线路的故障点位置，并及时解决故障、排除安全隐患，对保证电力系统的安全具有重大意义。

针对高压输电线故障的检测，国内外提出了众多方法，如基于工频电气量的阻抗法、故障分析法，和基于暂态分量的行波法。但是由于电缆的电气参数相较于架空输电线路存在一定的差异，混合线路的故障特性与常规线路的故障特性有一定的差别，因此会对常规用于架空输电线路的故障测距方法的精度产生相应的影响。因而需要提出一种新的测距方法。

发明内容

为了解决现有技术中在高压架空线-电缆混合线路上基于工频电气量进行故障定位容易受到外界不稳定因素的影响，对故障的定位有较大的误差的技术问题，本发明提供一种基于比幅原理的线路双端稳态量测距方法，所述方法包括：

步骤1、采集架空线－电缆混合输电线路发生故障后的线路两侧电压值和电流值，以及所述线路发生故障前一个周波的线路两侧电压值和电流值，其中，线路两侧分别为M侧和N侧；

步骤2、根据采集的所述线路发生故障前后的线路两侧电压值确定电压值变化量，以及对采集的所述线路发生故障前后的线路两侧电流值确定电流值变化量；

步骤3、将所述线路两侧电压值变化量经过傅立叶变换计算线路两侧电压相量值，将所述线路两侧电流值变化量经过傅立叶变换计算线路两侧电流相量值；

步骤4、根据线路故障后补偿点至线路M侧的距离x_i，线路两侧电压相量值和电流相量值，M侧架空线长度L₁和N侧架空线长度L₃、电缆的长度L₂，架空线波阻抗Z_cT和传播系数γ_T，以及电缆波阻抗Z_cC和电流传播系数γ_C计算补偿点电压和其中，i的初始值为1，为三相电路中的任意一相，

步骤5、基于设置的测距模型，根据所述补偿点电压和确定补偿点至线路M侧的距离x_i+1；

步骤6、令i＝i+1，当i＞N时，确定测距结果为补偿点至线路M侧的距离x_N+1，当i≤N时，转回步骤4。

进一步地，所述方法在采集架空线－电缆混合输电线路发生故障后的线路两侧电压值和电流值之前还包括设置测距参数，确定架空线波阻抗Z_cT和传播系数γ_T，以及确定电缆波阻抗Z_cC和电流传播系数γ_C，其中，所述测距参数包括输电线路长度L、侧架空线长度L₁和N侧架空线长度L₃、电缆的长度L₂，迭代次数N和补偿点距离M侧的初始距离x₁，所述架空线波阻抗Z_cT和传播系数γ_T，电缆波阻抗Z_cC和电流传播系数γ_C的计算公式分别为：