[发明专利]一种动态条件下的输电线路故障双端测距方法

摘要

一种动态条件下的输电线路故障双端测距方法，它经过输电线路两端相量测量单元获取两端电压电流信号后，依据线路参数的估计和动态线路参数的方法，得到动态正序阻抗、导纳、波阻抗和传播系数，最后依据两端推导至故障点的正序电压相等，应用牛顿迭代法求解关于故障距离的非线性方程，从而得到输电线路故障动态测距结果。该方法能更有效地解决动态条件下的线路参数和故障距离估计，故障测距结果精确、可靠。

主权项

1.一种动态条件下的输电线路故障双端测距方法，其步骤为：A、预处理相量测量单元从输电线路同步采集得到相电流和相电压送入主机，经滤波处理后应用对称分量法进行解耦变换，得到输电线路左右两端的正序故障电流信号I_S1，I_R1和正序故障电压信号U_S1，U_R1，其中S表示左端，R表示右端；B、线路参数估计根据分布参数的均匀线路模型计算得到以下正序参数：B1、单位线路长度正序波阻抗单位线路长度正序传播系数γ₁＝l^-1·ln[(U_S1+Z_C1I_S1)/(U_R1-Z_C1I_R1)]，其中l为输电线路长度；B2、单位线路长度阻抗Z₁＝Z_C1·γ₁，单位线路长度导纳Y₁＝γ₁/Z_C1；C、双端故障测距C1动态条件下，输电线路左端的正序电流幅值正序电压幅值输电线路右端的正序电流幅值正序电压幅值t为时间，ω₀为系统的角频率：定义左端的动态正序阻抗为Z~S1=Z1+L1iS1(t)∂[iS1(t)]∂t=R1+jω0L1+L1iS1(t)∂[iS1(t)]∂t]]>定义左端的动态正序导纳为Y~S1=Y1+C1US1(t)∂[uS1(t)]∂t=G1+jω0C1+C1uS1(t)∂[uS1(t)]∂t]]>定义右端的动态正序阻抗为Z~R1=Z1+L1iR1(t)∂[iR1(t)]∂t=R1+jω0L1+L1iR1(t)∂[iR1(t)]∂t]]>定义右端的动态正序导纳为Y~R1=Y1+C1uR1(t)∂[uR1(t)]∂t=G1+jω0C1+C1uR1(t)∂[uR1(t)]∂t]]>其中，R₁、L₁、G₁和C₁分别为单位线路长度的正序电阻、电感、电导和电容；C2、线路右端动态正序波阻抗动态正序传播系数由右端推导的故障点正序电压U_RF1为：URF1=UR1-IR1Z~RC12eγ~R1x+UR1+IR1Z~RC12e-γ~R1x]]>其中x为故障点距离线路右端的距离，即故障距离；线路右端动态正序波阻抗动态正序传播系数由左端推导的故障点正序电压U_SF1为：USF1=US1-IS1Z~SC12eγ~S1(l-x)+US1+IS1Z~SC12e-γ~S1(l-x)]]>C3、故障测距线路在故障情况下U_RF1＝U_SF1，建立关于故障距离x的非线性方程为：US1-IS1Z~SC12eγ~S1(l-x)+US1+IS1Z~SC12e-γ~S1(l-x)=UR1-IR1Z~RC12eγ~R1x+UR1+IR1Z~RC12e-γ~R1x]]>应用牛顿迭代法求解出上式的迭代函数F(x)：F(x)=x-γ~S1US1-IS1Z~SC12eγ~S1(l-x)+γ~S1US1+IS1Z~SC12e-γ~S1(l-x)]]>-(γ~R1UR1-IR1Z~RC12eγ~R1x-γ~R1UR1+IR1Z~RC12e-γ~R1x)]]>对上式进行迭代运算即可得到准确的故障距离x。