[发明专利]一种输电线路微机距离保护的测距方法

权利要求书

1.一种输电线路微机距离保护的测距方法，其步骤包括：

第1步实时采集获得每个采样时刻的输电线路的测量电压采样值、测量电流采样值，如果输电线路采用电容式电压互感器，将每个采样时刻的测量电流采样值经数字电容式电压互感器处理；对每个采样时刻的测量电压、测量电流采样值通过相同的低通滤波处理，得到每个采样时刻的新的测量电压、测量电流采样值；

第2步定义t₀为故障发生时刻，T₃为故障后保护跳闸所需的最小时间宽度，取5～20ms；定义t_js为当前的迭代计算时刻，该时刻每一次迭代计算结束前不更新，每一次迭代计算结束时t_js更新为最新的采样数据的采样时刻；

如果t_js-t₀≥T₃，进入第3步，否则等待；

第3步设置故障距离迭代值D′，迭代初值为大于等于0并且小于等于输电线路长度的任意值；迭代次数Q的初值为0；

第4步计算t₀-T₁到t_js时间段内的每个采样时刻的故障点电压采样值，40ms≤T₁≤500ms；t₀-T₁到t₀时间段内每个采样时刻的故障点电压采样值由与其同时刻的测量电压、测量电流采样值和故障距离迭代值D′算出，t₀到t_js时间段内的每个采样时刻的故障点电压采样值取值为0；

第5步如果输电线路采用电容式电压互感器，将t₀-T₁到t_js时间段内的每个采样时刻的故障点电压采样值通过与第1步相同的数字电容式电压互感器和低通滤波处理，得到t₀-T₁到t_js时间段内的每个采样时刻新的故障点电压采样值；否则将t₀-T₁到t_js时间段内的每个采样时刻的故障点电压采样值通过与第1步相同的低通滤波处理，得到t₀-T₁到t_js时间段内的每个采样时刻的新的故障点电压采样值；

第6步将t_js-T₃到t_js时间段内的每个采样时刻的新的测量电压、测量电流采样值和新的故障点电压采样值代入输电线路距离保护解微分方程算法，在t_js-T₃到t_js时间段内选取长度为T₂的时间段，5ms≤T₂≤T₃；求解获得t_js-T₂到t_js时间段内的故障距离D₁以及该时间段内的测距误差E和T₂时间段内的故障距离D₂；

第7步如果t_js-t₀＜T_end，转入第8步；T_end为全部迭代计算结束的最大时间宽度，取值为60～100ms；

如果t_js-t₀≥T_end，t_js-T₃到t_js时间段内E＞E_d，跳转到第10步；E_d为测距误差整定值；

如果t_js-t₀≥T_end，t_js-T₃到t_js时间段内E≤E_d，将D₁的值赋给故障距离最终值D_z，跳转到第9步；

第8步如果Q＞S，将D₂值赋给D′，等待时间T₄，本次迭代计算结束，将t_js更新至最新的采样数据的采样时刻，Q置为零，跳转到第4步进行下一次迭代计算；

S为迭代次数整定值，T₄为迭代次数大于等于整定值时的等待时间宽度；

如果Q≤S，t_js-T₃到t_js时间段内E＞E_d，将D₂值赋给D′，令Q＝Q+1，继续进行本次迭代计算，跳转到第4步；

如果Q≤S，t_js-T₃到t_js时间段内E≤E_d，将该时间段内D₁的值赋给D_z，转入第9步；

第9步根据故障距离最终值D_z判断是否是区内故障，如果是区内故障，则发出跳闸信号，然后转入第10步，否则直接转入第10步；

第10步等待下一次故障发生，当输电线路再次发生故障时，转入第2步。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：第6步中解微分方程算法如下：

t表示t_js-T₃到t_js时间段的任一采样时刻，建立如式(I)所示的微分方程：

u(t)-u_f(t)＝D×Δu(t)+i_f(t)×r_g           式(I)

其中，D为t时刻的故障距离，r_g为过渡电阻；

对于相间短路，u(t)为两个故障相t时刻的新的测量电压采样值之间的差值，u_f(t)为两个故障相t时刻新的故障点电压采样值之间的差值，Δu(t)为两个故障相的输电线路单位长度的电压降之间的差值，i_f(t)为t时刻故障相中任一相新的测量电流采样值；对于单相接地短路，u(t)、u_f(t)和Δu(t)分别为故障相t时刻的新的测量电压采样值、新的故障点电压采样值和输电线路单位长度的电压降，i_f(t)取t时刻三相新的测量电流采样值之和的三分之一；

对于t_js-T₃到t_js时间段的所有采样时刻，均建立如式(I)所示的微分方程，得到微分方程组；

将上述微分方程组写成矩阵形式AX＝C；

其中C＝[u(t₁)-u_f(t₁)...u(t_n)-u_f(t_n)]^T

其中，上标T表示矩阵转置；

计算求出故障距离D₁；

按照上述相同的方法计算得到故障距离D₂。