[发明专利]一种基于输电线路故障定位方法

权利要求书

1.一种基于输电线路故障定位方法，其特征在于：所述输电线路MN具有始端M和末端N，其中故障点C位于始端M和末端N之间，当故障发生时，故障点C将会产生零序电流，通过分布安装在断路器侧的保护装置对线路一次设备进行监测，并通过保护装置内的保护定值对保护的动作条件进行设置，当线路电压电流满足保护动作逻辑，并达到保护定值所整定的动作值时，经延时向测控装置发送动作信息，测控装置对断路器进行分闸操作，同时根据保护动作信息，获取故障录波信息，进而对故障点进行定位测距；该故障定位方法包括以下步骤：

步骤1：获取故障录波信息，根据故障录波信息获取故障量，所述故障量包括故障发生时线路两侧断路器的电压及电流信息；

步骤2：根据单端电气量法或双端电气量法对故障点进行测距，并对测距计算精度进行设置，计算精度比例；

根据所述步骤1中获取的故障量，通过所述保护装置检测故障发生时的故障信号，将提取的故障信号用于测距仿真，所述故障信号包括故障电压、故障电流以及故障类型；

反向推测故障类型，再通过模拟故障发生来计算故障位置，其中根据线路两侧零序电流随着线路不同地点的分布，计算出相应比值，所述相应比值为输电线路两侧零序电流的比值以及与线路上发生接地故障的距离之间的比例关系；

步骤3：通过故障仿真得到故障结果，并通过web发布到相应负责人，进行故障排查。

2.根据权利要求1所述的一种基于输电线路故障定位方法，其特征在于：所述步骤2中故障位置判断的具体方法：

(1)、对于单处故障，根据所述保护装置的保护动作信息，获取所述步骤1中电流信息；

(2)、如果是主保护动作且开关未拒动，则直接定位主保护所关联的设备，若保护设备为线路，则根据两侧的零序电流进行故障定位；

(3)、若为开关拒动且为失灵保护，则直接定位失灵断路器所关联的设备，若保护设备为线路，则根据两侧的零序电流进行故障定位；

(4)、若判断不满足上述步骤(2)和(3)的情况时，则确定故障范围，将所有动作支路加入到一个集合中，再根据保护动作确定保护范围，将其与故障范围取交集，若存在交集且只有一个，则直接定位，若存在多个，则模拟故障，根据所述步骤1中电压电流信息与故障信息比较进行故障定位；若无交集，执行步骤(5)；

(5)、将所有动作保护按照正向进行搜索，获得一个闭合区域，从I段动作的支路中进行故障定位；

其中上述步骤(2)、(3)、(4)、(5)中故障定位的测距方法均采用所述步骤2中故障点的测距方法。

3.根据权利要求1所述的一种基于输电线路故障定位方法，其特征在于：所述步骤2中选用单端电气量法进行线路故障测距所采用的公式如下：

根据叠加原理，将故障线路可视为正常负荷状态和故障附加状态的叠加得出：

进一步将式(2)改写为：

由于M端电流分布系数：

将式(3)带入式(1)中可得到：

进一步将式(5)两端分别乘以的共轭复数可得到：

对式(6)两端取虚部，经整理得出测距结果：

其中，表示M端电压有效值相量，表示M端电流有效值相量，Z表示线路阻抗，x表示故障点距离，表示故障点附加电流，R_f表示故障点附加电阻，表示M端的正常负荷状态电流，表示M端的故障附加电流，Z_M和Z_N分别表示输电线路两电源端的阻抗，l表示线路总长度。

4.根据权利要求1所述的一种基于输电线路故障定位方法，其特征在于：所述步骤2中选用双端电气量法，其中采用两端电压电流法所采用的计算公式如下：

根据上述式(1)和式(8)求得由M端到故障点的距离：

其中，表示M端电压有效值相量，表示N端电压有效值相量，表示M端电流有效值相量，表示N端电流有效值相量，l表示线路总长度，表示故障点附加电流,R_f表示故障点附加电阻,Z表示线路阻抗,x表示故障点距离。

5.根据权利要求1所述的一种基于输电线路故障定位方法，其特征在于：所述故障录波信息包括故障发生时的前两个周波、故障持续时的录波以及故障后的两个周波。