[发明专利]输电线路异常状态诊断方法

权利要求书

1.输电线路异常状态诊断方法，其特征在于：所述的方法包括以下步骤：

步骤1：行波特性分析；

步骤2：单端行波测距；

步骤3：双端行波测距；

步骤4：测距方法比较；

步骤5：采用GPS授时和对时理论；

步骤6：采用罗氏线圈采样理论测量架空线路的短路故障电流或者雷击电流。

2.如权利要求1所述的输电线路异常状态诊断方法，其特征在于：所述的步骤1具体为：输电线路如果忽略传输损耗即忽略分布电阻以及对地电导，则可以认为是由大量的分布电感和电容组成的，假设一段线路始端为M，末端为N，在线路中间某一点P发生对地故障，则相当于在P点接入一个等效电源，其电压与此点故障前电压大小相等，方向相反；在导线周围建立电场并相邻电容充电，线路的分布电容被依次充电，这一过程如同一个电压波在按照一定的速度沿线传播，同时随着电容的充放电，将有电流流过线路分布电感，也会有一个电流波沿线传播，因此通过以上分析，线路故障后，会从故障点开始有电压行波和电流行波向线路两端传播。

3.如权利要求2所述的输电线路异常状态诊断方法，其特征在于：所述的步骤1中行波的波速与线路本身的特性有关，行波的波速计算公式为：式中，其中L和C分别为线路单位长度的电感与电容；线路行波的波速只与其绝缘介质的性质有关，与导体的材料和截面积无关；例如架空线路的行波速度为294km/ms，纸绝缘电缆线路的行波速度为160km/ms，交联聚乙烯电缆的行波速度为170km/ms。

4.如权利要求3所述的输电线路异常状态诊断方法，其特征在于：所述的步骤1中的行波在波阻抗发生变化的分界点处会发生反射和折射，例如N如果为母线，N有几条出线，则在N处会发生反射和折射。

5.如权利要求1所述的输电线路异常状态诊断方法，其特征在于：所述的步骤2具体为：单端行波测距是在线路的一端安装测量设备，利用线路故障时测量到的第一个行波与反射的第二个行波的时间差计算测量点和故障点之间的距离，例如在M点安装行波测量设备，M点测量到的第一个行波为i₁，i₁在M点和故障点F发生两次反射，再次被M点测量到，那么这个时间差为两倍MF距离，即：式中，v为波速度；此时考虑的是故障点距离M点比较近的情况，实际上如果F点距离N点比较近，那么测量到的第二个行波应该是i₅；假设MN的距离为L，则可以计算出如果F点距离M点小于L2时，第二个行波为i₃，否则第二个行波为i₅；如果M上端还有线路，则i₁会透射，透射的行波在远端还会反射回来形成i₄，i₄可能比i₃早被M段装置测量到。

6.如权利要求1所述的输电线路异常状态诊断方法，其特征在于：所述的步骤3具体为：双端行波测距是在线路两端都安装行波测距设备，通过检测第一个行波到达两端的时间差来计算故障点位置，如线路中K点发生故障，第一个行波从K点分别运动到M端和N端，在M和N安装两台行波测距设备，分别记录接收到第一个行波的时间点，通过下面公式可以计算出故障点位置：式中，L为线路MN的长度。

7.如权利要求1所述的输电线路异常状态诊断方法，其特征在于：所述的步骤4具体为：通过两种方法的原理分析，对两种方法的优缺点进行总结如下：

单端行波测距法：优点是成本比较低，一条线路只需要一台测距装置，且装置只需要高稳定度的实时时钟，不需要GPS对时，如果能够识别出两个行波，则误差只受时钟的精度影响，容易控制；缺点是原理上存在缺陷，一些情况下无法识别第二个行波，测距错误；

双端行波测距法：优点是原理简单，测距精度高，一般误差小于500m，适应范围广；缺点是成本高，两端装置都需要GPS对时；要求两个装置采样通道以及CT的幅频和相频特性一致性要求比较高，这个会直接影响测量误差，且两个装置都需要通讯。