2] 实施例1 :
[0043] 采用如图1所示的35kV多馈出线路直配架空系统，故障馈线L1= 20km，且其始末 两端为" I -ΙΙΓ类母线组合的接线形式，量测端设置于始端M。健全馈线L2= 5km，L3= 15km，且健全线路末端为第III类母线接线形式。假设馈线1^半线长之内距离M端8km处发 生A相接地故障，故障初始相角为90°，过渡电阻设为0.01 Ω，采样率为1MHz，采用电压行 波和构造电流行波，沿线计算步长取〇. lkm，分别选取两个相继的行波观测时窗[UkfL1/ (2v)]和[WOVhWV]内行波数据，计算可得测距函数fuI(x)和fuII(x)沿全线长 的行波突变分布如图2和图3所示。由图2可知，[1^。，1^+1八2￥)]时窗内，匕1(1)的突变点 A(x) = 8km，且极性为负；由图3可知，[kQ+l/(2v)，k0+l/v]时窗内，fu"(x)的突变点B(x) =12km，且极性为负。因为A (X)+B(x) = 8+12 = 20km，满足式（13)所示的线长约束条件， 且A(X)的幅值小于B(X)的幅值，所以故障位于半线长之内，故障点距离量测端M的距离为 8km 〇
[0044] 实施例2 :
[0045] 采用如图1所示的35kV多馈出线路直配架空系统，故障馈线L1= 20km，且其始 末两端为" I -ΙΙΓ类母线组合的接线形式，量测端设置于始端M。健全馈线L2= 5km， L3= 15km，且健全线路末端为第III类母线接线形式。假设馈线L 1半线长之外距离M端 14km处发生A相接地故障，故障初始相角为90°，过渡电阻设为0. 01 Ω，采样率为IMHz， 采用电压行波和构造电流行波，沿线计算步长取〇. lkm，分别选取两个相继的行波观测时窗 !Χ，νΗν(2ν)]和[ko+lVQvhVHVv]内行波数据，计算可得测距函数ful(x)和fu"(x) 沿全线长的行波突变分布如图4和图5所示。由图4可知，[k。，kQ+V(2v)]时窗内，ful(x) 的突变点B(x) =6km，且极性为负；由图5可知，[kQ+l/(2v)，kQ+l/v]时窗内，fu"(x)的突 变点A(x) = 14km，且极性为负。因为A (X)+B(x) = 14+6 = 20km，满足式（13)所示的线长 约束条件，且B(X)的幅值大于A(X)的幅值，所以故障位于半线长之外，故障点距离量测端 M的距离为14km。
【主权项】
1. 一种基于行波突变距离标定的直配架空线故障测距方法，其特征在于：直配线路发 生单相接地故障时，在采样率1MHz下，对故障馈线和相邻最长健全馈线起始端的故障相电 流进行采样，借助相邻最长健全馈线起始端电流行波及其波阻抗获取母线端电压行波，利 用相邻最长健全馈线起端电流行波和故障馈线量测端获取的电流行波来计算构造电流行 波；应用得到的电压行波和电流行波求取量测端的电压行波沿线分布和电流行波沿线分 布，然后对行波沿线分布进行方向分解，获得沿线分布的方向行波，并提取沿线分布的正向 行波突变和反向行波突变，最后将二者相乘再于行波观测时窗内进行积分来构造测距函数 实现故障测距。2. 根据权利要求1所述的基于行波突变距离标定的直配架空线故障测距方法，其特征 在于具体步骤如下： (1) 直配线路发生单相接地故障时，在采样率1MHz下，对故障馈线的故障相电流和 相邻最长健全馈线起始端故障相电流进行采样，分别得到故障相电流采样值序列，记为： i(k)、i' (k)，其中k表示采样点，k=l，2，…； (2) 根据式⑴和式⑵分别求出母线端电压和构造电流行波的离散序列uM(k)和 iM(k)： uM(k) =i' (k)XZc (1) iM(k) =i(k)-i' (k) (2) 式中，uM(k)为母线M的端电压，iM(k)故障馈线的构造电流行波，Z。为馈线波阻抗； (3) 沿线分布的计算：利用式（3)和式（4)分别计算故障馈线的沿线电压分布和沿线 电流分布： c v式中，X为沿线任意一点到量测端的距离；V为线路的波速度；Z。为馈线波阻抗；rs为线 路单位长度电阻；uM(k)为母线M的端电压；iM(k)为故障馈线的构造电流行波；uMiX(x,k)为 k时刻距量测端x处的电压；iMiX(x，k)为k时刻距量测端x处的电流； (4) 计算沿线分布的正向行波和反向行波：根据式（5)和式（6)分别计算故障馈线沿 线分布的正向电压行波、沿线分布的反向电压行波，即： u+M,x= (uM,x+ZciM,x)/2 (5) um,x=(uM,x_ZciMx)/2 (6) (5) 沿线分布的正向行波梯度和反向行波梯度的计算：利用沿线分布的正向电压行波 相邻两个采样值之差构造沿线分布的正向电压梯度，即： CM，dif-u(k) =u+kjX(k)-u+kjX(k-l) (7) 利用沿线分布的反向电压行波相邻两个采样值之差构造沿线分布的反向电压梯度， 即： CM，dif-u(k) =ukiX(k)-ukiX(k-l) (8) (6) 计算沿线分布的正向行波突变和反向行波突变：根据式（9)提取故障线路沿线分 布的正向电压行波突变，即： C9)： n=k'-R+\根据式（10)提取故障线路沿线分布的反向电压行波突变，即：(10) 式中，R取为3 ; (7) 测距函数的构造：采用式（11)和式（12)，将步骤（6)得到的正向行波突变和反向 行波突变相乘并分别于行波观测时窗[Uh+VOv)]和[h+VOvhh+l/v]内进行积分， 得到测距函数ful(x)和fu"(x)的沿线行波突变；) > 式中，k。表示量测端M检测到的故障初始行波到达时刻；1为故障馈线线长； (8) 故障定位判据的构造：根据步骤（7)计算得到[k。，WOv)]和[WOv)，kQ+l/ v]两个相继时窗内，测距函数ful(x)和fu"(x)的沿线分布突变点，其对应距离分别记为 [x",xI2i......]和[Xm,xII2,......];若[Xn,xI2,......]中的突变距离[xm,xII2,......]中 的突变距离满足式（13)所示的线长约束条件，且x、的突变点极性为负，xi的突变点 极性为负，（的突变点幅值小于x\的突变点幅值，则故障位于半线长之内，故障点距离量 测端的距离为若[x"，xI2,……]中的突变距离A和[Xm，xII2,……]中的突变距离 满足式（13)所示的线长约束条件，且A的突变点极性为负，的突变点极性为负，X、的 突变点幅值大于的突变点幅值，则故障位于半线长之外，故障点距离量测端的距离为 氺 XII? x*I+x；!!n= 1 (13) 〇
【专利摘要】本发明涉及一种基于行波突变距离标定的直配架空线故障测距方法，属于电力系统继电保护技术领域。当直配线路发生单相接地故障时，在采样率1MHz下，对故障馈线和相邻最长健全馈线起始端的故障相电流进行采样，借助相邻最长健全馈线起始端电流行波及其波阻抗获取母线端电压行波，而利用相邻最长健全馈线起端电流行波和故障馈线量测端获取的电流行波来计算构造电流行波。应用得到的电压行波和电流行波求取量测端的电压行波沿线分布和电流行波沿线分布，然后对行波沿线分布进行方向分解，获得沿线分布的方向行波，并提取沿线分布的正向行波突变和反向行波突变，最后将二者相乘再于行波观测时窗内进行积分来构造测距函数实现故障测距。理论分析和仿真结果表明本方法效果良好。
【IPC分类】G01R31/08
【公开号】CN105116295
【申请号】CN201510606519
【发明人】束洪春, 余多, 田鑫萃
【申请人】昆明理工大学
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年9月22日