[发明专利]用于确定三相串联补偿输电线中的故障位置的系统和方法

说明书

本公开的实施例涉及通过使用描述各种电压和电流关系的基于对称分量的公式来确定三相串联补偿输电线系统中的故障位置的系统和方法。所述电压和电流关系可以使用在第一串联补偿输电线系统的发送端和接收端处同时执行的同步测量程序来导出。此外，根据本公开的某些实施例确定所述故障位置可以消除以下一个或多个需要：计算属于所述三相串联补偿输电线系统的一部分的所述串联电容器或所述串联电容器保护元件中任一者的阻抗值；监测所述串联电容器保护元件中的任一者；以及测量跨任何所述串联电容器的电压降。

相关申请案的交叉引用

本专利申请案是于2016年2月8日提交的标题为“用于确定三相串联补偿输电线中的故障位置的系统和方法(Systems and Methods for Determining a Fault Locationin a Three-Phase Series-Compensated Power Transmission Line)”的第15/018,470号美国专利申请的部分接续申请案，本申请案全文以引用方式并入本说明书中。

技术领域

本公开涉及串联补偿输电线(series-compensated power transmissionlines)，并且更确切地说，涉及用于确定三相(three-phase)串联补偿输电线中的故障位置的系统和方法。

背景技术

串联补偿输电线通常包括与所述输电线以串联方式连接的电容器，以用于补偿由所述输电线呈现的分布式串联电感。所述电容补偿用于优化输电线上的输电容量。另外在通常情况下，保护元件例如金属氧化物变阻器(MOV)与所述电容器以并联方式连接，以防止在例如输电线上发生故障例如短路时损坏电容器。

遗憾的是，当MOV在发生故障之后从非导通状态转到导通状态时，串联补偿输电线的总线路阻抗以非线性方式改变。此外，由于各种因素例如故障性质(短路、开路、跨线路桥接短路等)、故障严重性以及MOW的导通特性，总线路阻抗可能以在某种程度上不可预知的方式改变。结果，使用对阻抗特性大体一致的非补偿输电线非常有效的常规故障定位系统可能变得不足以识别串联补偿输电线中的故障位置。

解决这个问题的一种常规方法涉及使用不同类型的故障定位系统，其中包括确定性程序并且考虑保护元件(例如MOV)的特性以及与故障输电线相关的各种参数。所述程序可以包括例如各种步骤，例如对串联补偿输电线进行建模、对补偿电容器进行建模、对MOV进行建模，以及监测MOV的操作状态。另一种常规方法涉及假设多段输电系统中存在故障段并且基于此假设执行故障定位程序。一旦准确识别出故障段，就必须识别出此故障段上故障的确切位置。可以理解的是，所述常规方法可能不仅复杂并且不明确，同时还可能由于假设的存在而导致结果不准确。

发明内容

本公开的实施例大体上涉及用于确定串联补偿输电线中的故障位置的系统和方法。在某些实施例中，三相串联补偿输电线系统中的故障位置可以通过使用基于对称分量的公式(symmetrical components-based formulas)描述三相串联补偿输电线在故障条件期间存在的各种电压和电流关系来确定。