[发明专利]一种高压直流输电线路的故障定位方法

说明书

本发明公开了一种高压直流输电线路的故障定位方法，所述方法包括：步骤1：分别获取线路两端的初始故障行波波头的时频特性；步骤2：分别获取线路两端的故障行波波头的抵达时刻，根据每端的时频特性确定每端的故障行波波头抵达时刻对应的故障行波波头频率；步骤3：基于波速的依频特性和所述故障行波波头频率，确定每端的故障行波波速；步骤4：根据每端的故障行波波速和故障行波波头的抵达时刻确定故障位置。应用本发明，实现基于行波的依频特性确定故障行波波速，进而提高基于故障行波波速实现故障定位的精确度。

技术领域

本发明属于电力技术领域，具体地说，涉及电力系统的故障定位方法，更具体地说，是涉及一种高压直流输电线路的故障定位方法。

背景技术

与传统的交流输电系统相比，高压直流输电(high voltage direct current,HVDC)系统输电距离长、输电容量大、输电效率高。然而，高压直流输电线路故障后会引发剧烈的电压、电流突变，进一步引起直流闭锁，甚至造成直流停运。因此，线路故障后，快速、准确识别故障位置，对加快检修进度、缩短线路故障后恢复正常运行具有重要的作用。

目前，基于故障行波的高压直流输电线路故障定位方法已经得到广泛的应用，其定位精度严重依赖于故障行波的波速值。现已获得应用的故障行波定位方法中，通常采用固定的故障行波波速值确定故障位置。而对于实际输电线路，行波波速并非为固定值，那么，现有采用固定的故障行波波速值确定故障位置，导致故障定位误差大，精确度低，影响了故障的检修和恢复。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高压直流输电线路的故障定位方法，该方法基于行波的依频特性确定故障行波波速，提高基于故障行波波速实现故障定位的精确度。

为实现上述发明目的，本发明采用下述技术方案予以实现：

一种高压直流输电线路的故障定位方法，包括：

步骤1：分别获取线路两端的初始故障行波波头的时频特性；

步骤2：分别获取线路两端的故障行波波头的抵达时刻，根据每端的时频特性确定每端的故障行波波头抵达时刻对应的故障行波波头频率；

步骤3：基于波速的依频特性和所述故障行波波头频率，确定每端的故障行波波速；

步骤4：根据每端的故障行波波速和故障行波波头的抵达时刻确定故障位置；

所述波速的依频特性采用下述方法获得：

计算复穿透深度

其中，ρ为大地电阻率，μ为真空磁导率，均为已知值，j为虚数单位，f为行波频率；

计算导线的自阻抗系数Z₁：

其中，R_c为导线单位长度直流电阻，h为导线距离地面的高度，均为已知值；GMR为导线等效半径，r_c为分裂子导线的半径，d为分裂子导线的间距，均为已知值；

计算导线与导线的互阻抗系数Z₂：

其中，d₂为相邻导线的间距，为已知值；

计算地线自阻抗系数Z₃：

其中，R_g为地线单位长度直流电阻，d₃为地线与导线的垂直距离，r_g为地线半径，均为已知值；

计算地线与导线的互阻抗系数Z₄：