[发明专利]一种基于电压故障分量分布特性的故障定位方法及装置

权利要求书

1.一种基于电压故障分量分布特性的故障定位方法，其特征在于，包括以下步骤；

S1：根据故障时刻线路双端测得的电压电流故障分量，结合线路阻抗导纳参数得到沿线电压分布曲线；所述故障分量为以下之一：突变量，负序分量，零序分量；

S2：将所述电压分布曲线表示为一次函数形式，线路始端P处起始的电压分布曲线斜率和线路末端Q处起始的电压分布曲线斜率分别为K_P和K_Q；由|Δu_Px|＝|Δu_Qx|，计算得到故障点x_f和故障电压u_f；根据u_set＝u_f-Δu计算电压门槛值uset；由计算得到初始故障定位区间(x₁，x₂)；其中，Δu_Px和Δu_Qx分别为以P和Q处起始时故障线路中任意一点x的电压，为以P处起始时在点x₁的电压，为以Q处起始时在点x₂的电压，Δu为电压互感器在不同精度等级下其二次侧存在的电压误差；

S3：对Δu_Px和Δu_Qx进行差值计算，线路始端P处起始的差值电压分布曲线方程为：ΔU_Px＝Δu_Px-Δu_Qx，斜率为ΔK_P；线路末端Q处起始的差值电压分布曲线方程为：ΔU_Qx＝Δu_Qx-Δu_Px，斜率为ΔK_Q；

S4：基于计算得到优化后的故障定位区间(x′₁，x′₂)。

2.如权利要求1所述的故障定位方法，其特征在于，所述步骤S1中，

以单线模型表示所述线路，以P、Q为始末端的故障线路全长为l；

所述单线模型为集中参数模型，线路始端P处起始的电压分布曲线方程为：Δu_Px＝Δu_P-(Δi_P-Δu_P·Yx)Zx；线路末端Q处起始的电压分布曲线方程为：Δu_Qx＝Δu_Q-[Δi_Q-Δu_Q·Y(l-x)]Z(l-x)；x为故障线路中任意一点与始端P处的距离；

其中，Δu_P和Δi_P为线路始端P处的电压故障分量和电流故障分量，Δu_Q和Δi_Q为线路末端Q处的电压故障分量和电流故障分量，Z和Y为故障线路单位阻抗和单位导纳。

3.如权利要求1所述的故障定位方法，其特征在于，所述步骤S1中，

以单线模型表示所述线路，以P、Q为始末端的故障线路全长为l；

所述单线模型为分布参数模型，线路始端P处起始的电压分布曲线方程为：Δu_Px＝Δu_Pcosh(γx)-z_cΔI_Psinh(γx)；线路末端Q处起始的电压分布曲线方程为：Δu_Qx＝Δu_Qcosh(γ(l-x))-z_cΔI_Qsinh(γ(l-x))；x为故障线路中任意一点与始端P处的距离；

其中，Δu_P和Δi_P为线路始端P处的电压故障分量和电流故障分量，Δu_Q和Δi_Q为线路末端Q处的电压故障分量和电流故障分量，γ为传播系数，z_c为故障线路特征阻抗。

4.一种基于电压故障分量分布特性的故障定位装置，其特征在于，包括以下模块；

故障分量获取模块，用于根据故障时刻线路双端测得的电压电流故障分量，结合线路阻抗导纳参数得到沿线电压分布曲线；所述故障分量为以下之一：突变量，负序分量，零序分量；

初始故障定位区间确定模块，用于将所述电压分布曲线表示为一次函数形式，线路始端P处起始的电压分布曲线斜率和线路末端Q处起始的电压分布曲线斜率分别为K_P和K_Q；由|Δu_Px|＝|Δu_Qx|，计算得到故障点x_f和故障电压u_f；根据u_set＝u_f-Δu计算电压门槛值u_set；由计算得到初始故障定位区间(x₁，x₂)；其中，Δu_Px和Δu_Qx分别为以P和Q处起始时故障线路中任意一点x的电压，为以P处起始时在点x₁的电压，为以Q处起始时在点x₂的电压，Δu为电压互感器在不同精度等级下其二次侧存在的电压误差；

差值电压分布曲线构建模块，用于对Δu_Px和Δu_Qx进行差值计算，线路始端P处起始的差值电压分布曲线方程为：ΔU_Px＝Δu_Px-Δu_Qx，斜率为ΔK_P；线路末端Q处起始的差值电压分布曲线方程为：ΔU_Qx＝Δu_Qx-Δu_Px，斜率为ΔK_Q；

优化故障定位区间确定模块，用于基于计算得到优化后的故障定位区间(x′₁，x′₂)。