[发明专利]基于线零模波速差的复杂结构电网故障单端测距方法

说明书

本发明涉及一种基于线零模波速差的复杂结构电网故障单端测距方法，属于电力系统继电保护技术领域。该方法首先采集各测点的暂态零模电压与暂态线模电压；之后根据线零模差速确定初步距离向量F；建立距离矩阵，结合多点单端测距的结果确定故障点位置。本发明利用故障发生时各馈线的暂态零序电压的首波头到达各个观测点时间的不同进行故障定位，可以较明显的区分出故障线路段与健全线路段，且原理简便有效，对长距离输电线路故障的定位大有好处，易于推广应用。

技术领域

本发明属于电力系统继电保护技术领域，具体涉及一种基于线零模波速差的复杂结构电网故障单端测距方法。

背景技术

由于高压、超高压线路比较长，至少也要有几百公里，不可能在发生故障后依靠巡线确定故障点位置。线路上的故障主要分为对称故障和非对称故障，在对称故障中单相接地故障发生的几率最大，在跨距比较大的线路上发生两相接地故障的概率也很高，因此，着重考虑单相接地、两相接地故障更具有经济价值。

传统的故障定位从利用电气量上来分类，分为暂态法和阻抗法，也可以称之为暂态信息法和稳态信息法。波过程是暂态法中的重要组成部分，在故障发生后，波过程是在微妙-毫秒时间内行波在线路上传播的过程，具有瞬时性的特点。行波法中，1MHz的采样频率下，定位的范围存在300米以上的误差，影响定位精度，而部分方法利用识别故障点反射波头实现故障定位，在电网结构很复杂的情况下，很难辨别后续波头，难以在工程中实践应用。因此如何克服现有技术的不足是目前电力系统继电保护技术领域亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种基于线零模波速差的复杂结构电网故障单端测距方法，该方法运用故障定位矩阵判断，能清晰的反映出故障区段，从而能可靠的选出故障区段。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

基于线零模波速差的复杂结构电网故障单端测距方法，包括如下步骤：

采集各馈线的暂态零模电压与暂态线模电压；

建立距离矩阵D，其中，矩阵D中元素d_ij代表第i个观测点至电网中第j个节点间的距离；

利用各观测点暂态零模、暂态线模波速差的测距结果建立初步距离向量F，初步距离向量F中的元素f_i代表第i个观测点的故障初步距离；

将矩阵D中的每一列对应减去初步距离向量F的转置，得到矩阵D′，然后将矩阵D′中小于零的元素置为0，大于零的元素置为1，等于零的元素保持不变，得到矩阵D₁；

将D₁中每相邻的两节点的列向量中的对应元素取异或逻辑关系，得到故障点支路定位矩阵T，之后将矩阵T的每列元素求和，得到行向量M，行向量M中数值最大的区段为故障区段。

进一步，优选的是，暂态零序电压的计算公式如下：

U_a、U_b、U_c分别表示三相电压；

线模电压的计算公式如下：

U_iab＝U_a-U_b

U_iab表示第i个观测点测出的A、B两相之间的线模电压。

进一步，优选的是，采集故障后的暂态零模电压与暂态线模电压，采样率为10kHz。

进一步，优选的是，根据波速差确定故障初步距离f，计算公式如下：