高壓直流輸電線路混合故障測距方法

2023-06-17 23:54:21

專利名稱：高壓直流輸電線路混合故障測距方法
技術領域：
本發明涉及電力系統故障測距方法，尤其是涉及一種包含單端數據分析和雙端故障特徵比對的高壓直流輸電線路混合故障測距方法。
背景技術：
作為大規模遠距離傳輸電能和大區電網互聯的可行方法，高壓直流輸電技術得到了廣泛應用。直流輸電工程的線路長、跨越地形複雜，故障率較高，線路故障的查找異常困難，精確的故障測距技術作用重大。為此，人們提出了一系列高壓直流輸電線路故障測距方法，主要有行波法和時域法。行波法需要準確識別行波波頭，但高阻抗接地時暫態行波信號微弱，可能無法檢測行波波頭。行波故障測距的精度受波速度與採樣頻率的影響較大。時域法根據線路的分布參數模型計算沿線電壓、電流分布，根據沿線電壓、電流分布的暫態特徵提出故障測距方法。由於時域法採用固定的模量波速，故障暫態過程中模量波速的變化會影響故障測距精度。現有故障測距的方法可分為雙端測距和單端測距2大類。雙端測距法利用輸電線路兩端電氣量確定輸電線路故障位置，通常原理簡單且測距精度較高，但一般對通道的依賴性強，並需要雙端數據嚴格同步。單端測距法利用輸電線路一端的電壓、電流數據確定輸電線路故障位置，僅需一端數據，無須通信和數據同步設備，但其測距精度易受波速度和故障暫態過程的影響。隨著數據處理技術與通信技術的發展，易實現在毫秒級內向對端傳輸處理後的簡單的、少量偏差不影響其準確性的故障信息。因此，僅利用單端測量數據提取故障特徵，並結合處理後的雙端故障特徵的混合測距方法將更有利於提高測距精度，且基本不受現有通信技術限制。發明目的本文針對現有直流輸電線路故障測距方法的精度易受過渡電阻和波速度變化影響的問題，提出一種包含單端數據分析和雙端故障特徵比對的高壓直流輸電線路混合故障測距方法。為了實現上述目的，本發明採用如下技術方案:—種高壓直流輸電線路混合故障測距方法，該方法的實現步驟如下:步驟1:讀入整流側保護測量裝置測量處R和逆變側保護測量裝置測量處I的電壓電流數據，計算高壓直流輸電線路的分布電流信號；步驟2:基於直流輸電線路分布參數模型，利用單端電壓、電流量計算沿線電流分布；步驟3:採用平穩小波變換提取分布電流信號突變時刻，得到反映故障行波從故障點至線路兩端傳播過程的各自的故障行波時間位置曲線；其中，Xl=f(t)曲線反映了故障行波由故障位置至R處的傳播過程；x2=h(t)曲線反映了故障行波由故障位置至I處的傳播過程，以R處為基準表示故障位置，將x2=h(t)曲線轉化為L-x2=g(t)曲線；步驟4:結合雙端的故障行波位置曲線計算出故障位置:Xl=f(t)和L-X2=g(t)兩曲線的交點的縱坐標即為以R處為基準的故障位置1，橫坐標為故障時刻tQ。所述步驟I中，在單極運行時直接利用線路兩端保護測量處測得的電壓、電流量計算分布電流信號。所述步驟I中在雙極運行方式下，首先要通過相模變換，將雙極線路兩端測得的電壓、電流量進行解耦:I)雙極直流系統輸電線路的電報方程為:
權利要求
1.一種高壓直流輸電線路混合故障測距方法，其特徵是，該方法的實現步驟如下:步驟1:讀入整流側保護測量裝置測量處R和逆變側保護測量裝置測量處I的電壓電流數據，計算高壓直流輸電線路的分布電流信號；步驟2:基於直流輸電線路分布參數模型，利用單端電壓、電流量計算沿線電流分布；步驟3:採用平穩小波變換提取分布電流信號突變時刻，得到反映故障行波從故障點至線路兩端傳播過程的各自的故障行波時間位置曲線；其中，Xl=f(t)曲線反映了故障行波由故障位置至R處的傳播過程；x2=h(t)曲線反映了故障行波由故障位置至I處的傳播過程，以R處為基準表示故障位置，將x2=h(t)曲線轉化為L-x2=g(t)曲線； 步驟4:結合雙端的故障行波位置曲線計算出故障位置:Xl=f(t)和L-x2=g(t)兩曲線的交點的縱坐標即為以R處為基準的故障位置1，橫坐標為故障時刻tQ。
2.如權利要求1所述的高壓直流輸電線路混合故障測距方法，其特徵是，所述步驟I中，在單極運行時直接利用線路兩端保護測量處測得的電壓、電流量計算分布電流信號。
3.如權利要求1所述的高壓直流輸電線路混合故障測距方法，其特徵是，所述步驟I中在雙極運行方式下，首先要通過相模變換，將雙極線路兩端測得的電壓、電流量進行解耦: 1)雙極直流系統輸電線路的電報方程為:
4.如權利要求1所述的高壓直流輸電線路混合故障測距方法，其特徵是，所述步驟2的具體過程為:由單端測量的電氣量得到單根傳輸線沿線電流分布:
5.如權利要求1所述的高壓直流輸電線路混合故障測距方法，其特徵是，所述步驟3的具體過程為: 1)設R處測得故障行波的到達時刻為tK，故障行波在線路全長的傳播時間為下標L表示線路長度，則故障發生時刻h在(tK-tutK)區間之內； 2)假設故障發生後h時刻U1e (tE-tL, tE))，兩側故障行波分別到達距離R處X1處和距離I處X2處，iE (X1, D和I1 (x2, D發生突變；以R處為基準，則故障位置為:
全文摘要
本發明涉及一種包含單端數據分析和雙端故障特徵比對的高壓直流輸電線路混合故障測距方法。1.讀入整流側和逆變側保護測量裝置測量處R、I的電壓電流數據，計算高壓直流輸電線路的分布電流信號；2.基於直流輸電線路分布參數模型，利用單端電壓、電流量計算沿線電流分布；3.採用平穩小波變換提取分布電流信號突變時刻，得到反映故障行波從故障點至線路兩端傳播過程的各自的故障行波時間位置曲線；其中，x1=f(t)曲線反映了故障行波由故障位置至R處的傳播過程；x2=h(t)曲線反映了故障行波由故障位置至I處的傳播過程，以R處為基準表示故障位置，將x2=h(t)曲線轉化為L-x2=g(t)曲線；4.x1=f(t)和L-x2=g(t)兩曲線的交點的縱坐標即為以R處為基準的故障位置l，橫坐標為故障時刻t0。
文檔編號G01R31/08GK103176107SQ20131007514
公開日2013年6月26日 申請日期2013年3月8日 優先權日2013年3月8日
發明者陳青, 邢魯華 申請人:山東大學