[发明专利]用于对混合型输电线路中的故障进行定位的方法和系统

说明书

提供用于对混合型输电线路中的故障进行定位的方法和系统。该方法通过混合型线路的智能电子装置（IED）来实现。IED检测来自从一个或多个测量设备接收的一个或多个信号的行波。此后，IED标识具有故障的线路区段，且基于行波的两个峰的到达之间的时间差、以故障标识的线路区段中的行波的传播速度以及一个或多个线路区段的长度而生成故障的位置的两个或更多个估计。IED基于每个估计与阈值的比较而确定故障的位置，其中，阈值基于一个或多个信号、每个源的等效源阻抗以及总线路阻抗而估计。

技术领域

本发明涉及对混合型输电线路中的故障进行定位。

背景技术

混合型输电线路（混合型线路）是具有非均匀的线路阻抗特性的传输线路。换句话说，混合型线路具有至少两个线路区段，其中一个区段的阻抗特性（例如，浪涌阻抗）与（一个或多个）其它区段的阻抗特性不同。出于各种各样的原因（包括但不限于安全考虑因素、人口密集的位置中的变电站的可接近性的简便性、具有变化的拓扑的国家之间的电网连接的简便性以及对海底电气化的需要），这样的传输线路相对于同质传输线路（即，仅具有一个阻抗特性的线路）是优选的。其中优选的是混合型输电线路，而不是同质传输线路的示例是传输线路预期穿越天然植被、河流等时。

对于要到达出故障的区段且迅速地从事修理工作的维修队，混合型线路中的准确的故障定位是非常重要的。混合型线路中的故障定位因浪涌阻抗或阻抗特性（例如，X/R比）中的变化而具有挑战性。接近于接合处（junction）的故障因不同的电磁波传播特性而成倍地增加该问题。

故障定位方法基于输入量的可利用性而归类为单端型或双端型。此外，根据所使用的故障定位原理，这些方法也分类为基于阻抗的方法或基于行波的方法。

基于阻抗的故障定位方法通常使用故障后的中继测量（relay measured）的阻抗。从中继位置到故障点的阻抗使用电压和电流测量来计算。阻抗方法中的故障位置使用中继测量的阻抗与线路阻抗的比来计算。传统的基于阻抗的方法可能因不同的线路区段的变化的阻抗特性而未给出混合/非同质的线路的准确的结果。

基于两端型同步测量的行波故障定位方法是众所周知的。对于基于阻抗或行波的方法，基于通信的解决方案通常被认为是更准确且可靠的。然而，通信信道的可靠性和质量仍然是主要挑战。另外，关于这些基于通信的解决方案，在两侧处的数据的准确同步的采样和转移是增加的复杂性。因此，单端型方法相对于基于通信的解决方案通常是优选的。

因而，存在用于对混合型输电线路中的故障进行定位的改进的方法和系统的需要。

发明内容

本发明的各种方面提供用于对混合型输电线路（在下文中被称为‘混合型线路’）中的故障进行定位的方法和系统。混合型线路是具有非均匀的线路阻抗特性的传输线路。换句话说，混合型线路具有两个或更多个线路区段（或多个区段），其中至少第一线路区段的阻抗特性（例如，浪涌阻抗）与至少（一个或多个）第二线路区段的阻抗特性不同。例如，混合型线路能够具有两个线路区段，其中两个区段中的一个为架空线路区段，而另一个区段为电缆区段。混合型线路的每两个连续的区段连接在接合处。因此，在具有两个区段的混合型线路的情况下，存在一个接合处，且在具有三个区段的混合型线路的情况下，存在两个接合处，依此类推。

该方法通过用于混合型线路的智能电子装置（IED）来实现。例如，该方法可以通过与线路区段、接合处、变电站等中的一个相关联的IED来实现。IED从连接到混合型线路的一个或多个测量设备接收一个或多个信号。例如，测量设备能够包括电流变换器、电位变换器、基于传感器的测量设备（例如，罗戈夫斯基线圈、非常规的仪表变换器等）和/或类似设备，其提供如从混合型线路感测的与电流、电压或其它信息对应的信号。例如，电流变换器将单相/多相电流信号提供给IED，并且电位变换器能够将单相/多相电压信号提供给IED。