一種輸電線路故障測距方法及系統的制作方法
【專利摘要】本申請公開了一種輸電線路故障測距方法，包括：利用故障前的線路正序參數和故障后線路的第一暫態數據進行初次故障測距，得到初始測距值；利用初始測距值和故障后線路的第二暫態數據，計算故障后的線路正序參數；利用故障后的線路正序參數和第一暫態數據進行再次故障測距，得到修正后的故障測距值。本申請先利用故障前的線路正序參數和故障后線路的第一暫態數據進行初次故障測距，為了進一步提升故障測距精度，本申請利用初始測距值來計算故障后的線路正序參數，然后利用上述故障后的線路正序參數再次進行故障測距，這相當于對初始測距值進行了一次修正處理，從而得到精度更高的故障測距值。另外，本申請還相應公開了一種輸電線路故障測距系統。
【專利說明】
一種輸電線路故障測距方法及系統
技術領域
[0001] 本發明涉及故障測距技術領域，特別涉及一種輸電線路故障測距方法及系統。
【背景技術】
[0002] 輸電線路故障測距是電力系統繼電保護的重要組成部分，是一項保證電網安全、 穩定運行的必要技術措施。對線路故障點進行及時、準確的定位，有利于故障的快速處理， 減少停電造成的經濟損失，避免因停電對社會生活造成負面影響，具有重大的技術、經濟和 社會效益。
[0003] 然而，現有故障測距方法的測距精度還無法完全滿足電力生產的需要，測距精度 有待進一步提升。
[0004] 綜上所述可以看出，如何進一步提升故障測距精度是目前亟待解決的問題。
【發明內容】
[0005] 有鑒于此，本發明的目的在于提供一種輸電線路故障測距方法及系統，進一步提 升了故障測距精度。其具體方案如下：
[0006] 一種輸電線路故障測距方法，包括：
[0007] 利用故障前的線路正序參數和故障后線路的第一暫態數據進行初次故障測距，得 到初始測距值;其中，所述故障前的線路正序參數包括故障前的傳播系數和故障前的特性 阻抗；
[0008] 利用所述初始測距值和故障后線路的第二暫態數據，計算故障后的線路正序參 數;其中，所述故障后的線路正序參數包括故障后的傳播系數和故障后的特性阻抗；
[0009] 利用所述故障后的線路正序參數和所述第一暫態數據進行再次故障測距，得到修 正后的故障測距值。
[0010]優選的，所述利用故障前的線路正序參數和故障后線路的第一暫態數據進行初次 故障測距，得到初始測距值的過程，包括：
[0011] 利用所述故障前的線路正序參數和所述第一暫態數據，對預設方程進行求解，得 到所述初始測距值;其中，所述預設方程為：
[0012]
[0013] 式中，γ〇表示所述故障前的傳播系數，Zo表示所述故障前的特性阻抗；表示故 障后第一故障回線的輸送端的正序電壓，表示故障后所述第一故障回線的輸送端的正 序電流，表示故障后所述第一故障回線的接收端的正序電壓，if表示故障后所述第一 故障回線的接收端的正序電流；1表示所述第一故障回線的總長度，X0表示所述初始測距 值，ch(*)表示雙曲余弦函數，sh(*)表示雙曲正弦函數。
[0014] 優選的，所述利用所述初始測距值和故障后線路的第二暫態數據，計算故障后的 線路正序參數的過程，包括：
[0015] 利用所述初始測距值和所述第二暫態數據，對第一方程組進行求解，得到所述故 障后的線路正序參數；
[0016] 其中，所述第一方程組包括：
[0017]
[0018] 式中，xo表示所述初始測距值;表示故障后所述第一故障回線的輸送端的正序 電壓，if表示故障后所述第一故障回線的輸送端的正序電流，表示故障后所述第一故 障回線的接收端的正序電壓，表示故障后所述第一故障回線的接收端的正序電流， 表示故障后所述第一故障回線的輸送端的負序電壓，/f1表示故障后所述第一故障回線的 輸送端的負序電流，Of表示故障后所述第一故障回線的接收端的負序電壓，表示故障 后所述第一故障回線的接收端的負序電流；γ:表示所述故障后的傳播系數,ζ:表示所述故 障后的特性阻抗，1表示所述第一故障回線的總長度。
[0019] 優選的，所述利用所述初始測距值和故障后線路的第二暫態數據，計算故障后的 線路正序參數的過程，包括：
[0020] 利用所述初始測距值和所述第二暫態數據，對第二方程組進行求解，得到所述故 障后的線路正序參數；
[0021] 其中，所述第二方程組包括：
[0022]
[0023] 式中，xo表示所述初始測距值;^)^表示故障后所述第一故障回線的輸送端的正序 電壓，iif表示故障后所述第一故障回線的輸送端的正序電流，0_卩表示故障后所述第一故 障回線的接收端的正序電壓，# 5表示故障后所述第一故障回線的接收端的正序電流，"i1/ 表示故障后第二故障回線的輸送端的正序電壓，表示故障后所述第二故障回線的輸送端 的正序電流，表示故障后所述第二故障回線的接收端的正序電壓，表示故障后所述 第二故障回線的接收端的正序電流；γ i表示所述故障后的傳播系數，Zi表示所述故障后的 特性阻抗，1表示所述第一故障回線的總長度。
[0024] 優選的，所述輸電線路故障測距方法，還包括：
[0025]步驟S41:判斷所述修正后的故障測距值是否滿足預設測距精度，如果是，則將所 述修正后的故障測距值確定為最終故障測距值，如果否，則進入步驟S42;
[0026]步驟S42:將所述修正后的故障測距值確定為待再次修正的故障測距值；
[0027] 步驟S43:對待再次修正的故障測距值進行再次修正處理，得到當前修正值；
[0028]步驟S44:判斷當前修正值是否滿足所述預設測距精度，如果否，則將當前修正值 確定為待再次修正的故障測距值，并重新進入步驟S43,如果是，則將當前修正值確定為最 終故障測距值，并結束修正處理。
[0029] 優選的，每次對待再次修正的故障測距值進行再次修正處理的過程，包括：
[0030] 利用待再次修正的故障測距值和所述第二暫態數據，再次計算故障后的線路正序 參數，得到修正后的線路正序參數；
[0031] 利用所述修正后的線路正序參數和所述第一暫態數據進行再次故障測距，得到相 應的當前修正值。
[0032] 本發明還公開了一種輸電線路故障測距系統，包括：
[0033]初次故障測距模塊，用于利用故障前的線路正序參數和故障后線路的第一暫態數 據進行初次故障測距，得到初始測距值;其中，所述故障前的線路正序參數包括故障前的傳 播系數和故障前的特性阻抗；
[0034]參數計算模塊，用于利用所述初始測距值和故障后線路的第二暫態數據，計算故 障后的線路正序參數;其中，所述故障后的線路正序參數包括故障后的傳播系數和故障后 的特性阻抗；
[0035]再次故障測距模塊，用于利用所述故障后的線路正序參數和所述第一暫態數據進 行再次故障測距，得到修正后的故障測距值。
[0036]優選的，所述初次故障測距模塊，具體利用所述故障前的線路正序參數和所述第 一暫態數據，對預設方程進行求解，得到所述初始測距值;其中，所述預設方程為：
[0037]
[0038] 式中，γ 〇表示所述故障前的傳播系數，Zo表示所述故障前的特性阻抗；表示故 障后第一故障回線的輸送端的正序電壓，表示故障后所述第一故障回線的輸送端的正 序電流表示故障后所述第一故障回線的接收端的正序電壓，表示故障后所述第一 故障回線的接收端的正序電流；1表示所述第一故障回線的總長度，X0表示所述初始測距 值，ch(*)表示雙曲余弦函數，sh(*)表示雙曲正弦函數。
[0039] 優選的，所述參數計算模塊，具體用于利用所述初始測距值和所述第二暫態數據， 對第一方程組進行求解，得到所述故障后的線路正序參數；
[0040] 其中，所述第一方程組包括：
[0041]
[0042] 式中，xo表示所述初始測距值；表示故障后所述第一故障回線的輸送端的正序 電壓，if表示故障后所述第一故障回線的輸送端的正序電流，表示故障后所述第一故 障回線的接收端的正序電壓,?0表示故障后所述第一故障回線的接收端的正序電流， 表示故障后所述第一故障回線的輸送端的負序電壓，/?2)表示故障后所述第一故障回線的 輸送端的負序電流，表示故障后所述第一故障回線的接收端的負序電壓，&:)表示故障 后所述第一故障回線的接收端的負序電流；γ i表示所述故障后的傳播系數，Zi表示所述故 障后的特性阻抗，1表示所述第一故障回線的總長度。
[0043] 優選的，所述參數計算模塊，具體用于利用所述初始測距值和所述第二暫態數據， 對第二方程組進行求解，得到所述故障后的線路正序參數；
[0044]其中，所述第二方程組包括：
[0045]
[0046] 式中，xo表不所還初妬測跑值；C/f表不故障;5所還弟一故障回線的揃迗爾的正序 電壓，表示故障后所述第一故障回線的輸送端的正序電流，表示故障后所述第一故 障回線的接收端的正序電壓，表示故障后所述第一故障回線的接收端的正序電流， 表示故障后第二故障回線的輸送端的正序電壓，表示故障后所述第二故障回線的輸送端 的正序電流，表示故障后所述第二故障回線的接收端的正序電壓，表示故障后所述 第二故障回線的接收端的正序電流；γ i表示所述故障后的傳播系數，Zi表示所述故障后的 特性阻抗，1表示所述第一故障回線的總長度。
[0047] 優選的，輸電線路故障測距系統，還包括第一精度判斷模塊、修正模塊和第二精度 判斷模塊:所述修正模塊包括確定子模塊以及修正子模塊;其中，
[0048]所述第一精度判斷模塊，用于判斷所述修正后的故障測距值是否滿足預設測距精 度，如果是，則將所述修正后的故障測距值確定為最終故障測距值，如果否，則觸發所述修 正模塊啟動工作；
[0049]所述確定子模塊，用于將所述修正后的故障測距值確定為待再次修正的故障測距 值；
[0050] 所述修正子模塊，用于待再次修正的故障測距值進行再次修正處理，得到當前修 正值；
[0051] 所述第二精度判斷模塊，用于判斷所述修正模塊得到的當前修正值是否滿足所述 預設測距精度，如果否，則將當前修正值確定為待再次修正的故障測距值，并觸發所述修正 子模塊再次啟動工作，如果是，則將當前修正值確定為最終故障測距值。
[0052] 優選的，所述修正子模塊包括：
[0053]參數修正單元，用于利用待再次修正的故障測距值和所述第二暫態數據，再次計 算故障后的線路正序參數，得到修正后的線路正序參數；
[0054]再次故障測距單元，用于利用所述修正后的線路正序參數和所述第一暫態數據進 行再次故障測距，得到相應的當前修正值。
[0055]本發明中，輸電線路故障測距方法，包括:利用故障前的線路正序參數和故障后線 路的第一暫態數據進行初次故障測距，得到初始測距值;其中，故障前的線路正序參數包括 故障前的傳播系數和故障前的特性阻抗;利用初始測距值和故障后線路的第二暫態數據， 計算故障后的線路正序參數;其中，故障后的線路正序參數包括故障后的傳播系數和故障 后的特性阻抗;利用故障后的線路正序參數和第一暫態數據進行再次故障測距，得到修正 后的故障測距值。可見，本發明先利用故障前的線路正序參數和故障后線路的第一暫態數 據進行初次故障測距，得到初始測距值，為了進一步提升故障測距精度，本發明利用上述初 始測距值來計算故障后的線路正序參數，然后利用上述基于初始測距值得到的線路正序參 數再次進行故障測距，這相當于對上述初始測距值進行了一次修正處理，從而得到精度更 高的故障測距值。
【附圖說明】
[0056] 為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現 有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發明的實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據 提供的附圖獲得其他的附圖。
[0057] 圖1為本發明實施例公開的一種輸電線路故障測距方法流程圖；
[0058]圖2為本發明實施例公開的一種輸電線路故障測距系統結構示意圖。
【具體實施方式】
[0059] 下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于 本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0060] 本發明實施例公開了一種輸電線路故障測距方法，參見圖1所示，該方法包括：
[0061] 步驟S11:利用故障前的線路正序參數和故障后線路的第一暫態數據進行初次故 障測距，得到初始測距值;其中，上述故障前的線路正序參數包括故障前的傳播系數和故障 前的特性阻抗。
[0062] 也即，利用輸電線路發生故障之前輸電線路的傳播系數、輸電線路的特性阻抗以 及故障后的第一暫態數據進行初次故障測距，得到初始測距值。其中，上述第一暫態數據是 輸電線路發生故障后檢測到的暫態數據，該暫態數據包括電壓和電流數據。
[0063] 另外，上述故障前的線路正序參數具體可以利用故障前線路的穩態數據計算得 到，具體的計算過程可參考現有的相關技術，在此不再進行贅述。
[0064]需要說明的是，上述初始測距值是在故障前的線路正序參數和故障后線路上的暫 態數據的基礎上得到的，由于故障前的線路正序參數與故障后的線路正序參數存在比較明 顯的差異性，所以，基于故障前的線路正序參數和故障后線路上的暫態數據得到的初始測 距值的誤差較大，需要在后續經過進一步的修正處理。
[0065] 步驟S12:利用上述初始測距值和故障后線路的第二暫態數據，計算故障后的線路 正序參數;其中，上述故障后的線路正序參數包括故障后的傳播系數和故障后的特性阻抗。
[0066] 也即，利用上述初始測距值和故障后線路的第二暫態數據，計算故障后輸電線路 上的傳播系數和特性阻抗可以理解的是，上述第二暫態數據和上述第一暫態數據均為故障 后檢測到的輸電線路上的暫態數據，均包括電壓和電流數據。
[0067] 步驟S13:利用上述故障后的線路正序參數和上述第一暫態數據進行再次故障測 距，得到修正后的故障測距值。
[0068]需要說明的是，相對于故障前的線路正序參數，由于故障后的線路正序參數能夠 更加貼合故障發生之后線路上的故障狀況，所以，基于上述故障后的線路正序參數和上述 第一暫態數據得到的故障測距值，相較于上述基于故障前的線路正序參數和上述第一暫態 數據得到的初始測距值，具有更高的精確度，由此可見，步驟S13中的再次故障測距處理本 質上是對上述初始測距值進行的一次修正處理，從而得到精度更高的故障測距值。
[0069] 本發明實施例中，輸電線路故障測距方法，包括:利用故障前的線路正序參數和故 障后線路的第一暫態數據進行初次故障測距，得到初始測距值;其中，故障前的線路正序參 數包括故障前的傳播系數和故障前的特性阻抗;利用初始測距值和故障后線路的第二暫態 數據，計算故障后的線路正序參數;其中，故障后的線路正序參數包括故障后的傳播系數和 故障后的特性阻抗;利用故障后的線路正序參數和第一暫態數據進行再次故障測距，得到 修正后的故障測距值。可見，本發明實施例先利用故障前的線路正序參數和故障后線路的 第一暫態數據進行初次故障測距，得到初始測距值，為了進一步提升故障測距精度，本發明 實施例利用上述初始測距值來計算故障后的線路正序參數，然后利用上述基于初始測距值 得到的線路正序參數再次進行故障測距，這相當于對上述初始測距值進行了一次修正處 理，從而得到精度更高的故障測距值。
[0070] 本發明實施例公開了一種具體的輸電線路故障測距方法，相對于上一實施例，本 實施例對技術方案作了進一步的說明和優化。具體的：
[0071] 上一實施例步驟S11中，利用故障前的線路正序參數和故障后線路的第一暫態數 據進行初次故障測距，得到初始測距值的過程，包括:利用故障前的線路正序參數和第一暫 態數據，對預設方程進行求解，得到初始測距值;其中，上述預設方程為：
[0072]
[0073] 式中，γ 〇表示故障前的傳播系數，Zo表示故障前的特性阻抗；[jf表示故障后第一 故障回線的輸送端的正序電壓，if表示故障后第一故障回線的輸送端的正序電流，05表 示故障后第一故障回線的接收端的正序電壓，/f表示故障后第一故障回線的接收端的正序 電流；1表示第一故障回線的總長度，X0表示初始測距值，Ch(*)表示雙曲余弦函數，sh(*)表 示雙曲正弦函數。可以理解的是，上述故障前的線路正序參數包括γ0和Zo;上述第一暫態數 據包括切β、和/f。
[0074] 可以理解的是，通過對上述預設方程進行簡化，得到相應的簡化等式，然后利用該 簡化等式，可求得上述初始測距值xo。其中，該簡化等式為：
[0075]
[0076] 其中，th(*)表示雙曲正切函數。通過求解上述簡化等式，可得到上述初始測距值。 [0077]而上一實施例步驟S12中，具體可以根據輸電線路上的兩種不同情形，分別采用兩 種不同的計算方法來對故障后的線路正序參數進行計算，其中，第一種方法是在故障后同 一故障回線上的兩端暫態數據中均存在幅值較大的正序和負序分量的情況下應用于上述 步驟S12中的，而第二種方法則是在任一故障回線上的兩端暫態數據中的負序分量幅值均 比較小的情況下應用于上述步驟S12中的。
[0078]更具體的，上述第一種方法具體包括:利用初始測距值和第二暫態數據，對第一方 程組進行求解，得到故障后的線路正序參數；
[0079]其中，第一方程組包括：
[0080]
[0081] 式中，xo表示初始測距值；表示故障后第一故障回線的輸送端的正序電壓， 表示故障后第一故障回線的輸送端的正序電流，表示故障后第一故障回線的接收端的 正序電壓，^υ表示故障后第一故障回線的接收端的正序電流，@ 2)表示故障后第一故障回 線的輸送端的負序電壓，/?2)表示故障后第一故障回線的輸送端的負序電流，Of表示故障 后第一故障回線的接收端的負序電壓，"表示故障后第一故障回線的接收端的負序電流； γ:表示故障后的傳播系數，ζ:表示故障后的特性阻抗，1表示第一故障回線的總長度。可以 理解的是，在將上述第一種方法應用于步驟S12中時，上述第二暫態數據具體包括上述第一 方程組中的切夂、if、0 υ、if、if、試:2)和if。在上述第一種方法中，通過求 解上述第一方程組，可以得到γ :和心。
[0082] 具體的，通過求解上述第一方程組，可以得到：
[0083]
[0084]
[0085] 在通過上述兩式求出丫：的基礎上，基于下面等式一或等式二可以相應地求出ZlD 需要說明的是，上述等式一和等式二均是由上述第一方程組推導出來的等式。其中，
[0086]
[0087]
[0088]而上述第二種方法具體包括:利用初始測距值和第二暫態數據，對第二方程組進 行求解，得到故障后的線路正序參數；
[0089] 其中，第二方程組包括：
[0090]
[0091] 式中，xo表示初始測距值表示故障后第一故障回線的輸送端的正序電壓，/f 表示故障后第一故障回線的輸送端的正序電流，t)f表示故障后第一故障回線的接收端的 正序電壓，表示故障后第一故障回線的接收端的正序電流表示故障后第二故障回 線的輸送端的正序電壓，??表示故障后第二故障回線的輸送端的正序電流，表示故障 后第二故障回線的接收端的正序電壓，?表示故障后第二故障回線的接收端的正序電流； γ:表示故障后的傳播系數，Ζ:表示故障后的特性阻抗，1表示第一故障回線的總長度。可以 理解的是，在將上述第二種方法應用于步驟S12中時，上述第二暫態數據具體包括上述第二 方程組中的沒^、和在上述第二種方法中，通過求 解上述第二方程組，可以得到γ :和心。
[0092] 具體的，通過上述第二方程組，并結合= 和= ，可以推導出下式：
[0093]
[0094]
[0095]通過上述兩式子，并結合麥克勞林級數的展開處理，可求出γ?，其中，
[0096]
[0097] I 訂1
[0098] 在求出丫！的基礎上，基于下面等式三可以相應地求出Zi，需要說明的是，上述等式 三是由上述第二方程組推導出來的。其中，
[0099] 上述等式三具體為：
[0100]
[0101]綜上可知，在故障后同一故障回線上的兩端暫態數據中均存在幅值較大的正序和 負序分量的情況下，將上述第一種方法應用于上述步驟S12中的，而在任一故障回線上的兩 端暫態數據中的負序分量幅值均比較小的情況下，則將上述第二種方法應用于上述步驟 S12中的。
[0102] 另外，上一實施例步驟S13中，利用上述故障后的線路正序參數和上述第一暫態數 據進行再次故障測距，得到修正后的故障測距值的過程，具體可以包括:利用上述故障后的 線路正序參數和上述第一暫態數據，對調整后的預設方程進行求解，得到上述修正后的故 障測距值。其中，上述調整后的預設方程具體為：
[0103]
[0104] 式中，γ?表示上述步驟S12中計算出的故障后的傳播系數，Zi表示上述步驟S12中 計算出的故障后的特性阻抗；表示故障后第一故障回線的輸送端的正序電壓，表示 故障后第一故障回線的輸送端的正序電流，表示故障后第一故障回線的接收端的正序 電壓，if表示故障后第一故障回線的接收端的正序電流；1表示第一故障回線的總長度， X1 表示上述修正后的故障測距值。可以理解的是，上述故障后的線路正序參數包括ydPZu上 述第一暫態數據包括/1υ、和本實施例中，通過求解上述調整后的預設方 程，可以得到修正后的故障測距值 X1。
[0105] 需要說明的是，關于上述調整后的預設方程的求解過程可參考前述已經公開的初 始測距值的求解過程，在此不再進行贅述。
[0106] 本發明實施例公開了一種更具體的輸電線路故障測距方法，相對于上一實施例， 本實施例對技術方案作了進一步的說明和優化。具體的：
[0107] 為了更進一步的提高故障測距精度，相對于前述兩個實施例，本實施例中的輸電 線路故障測距方法，還可以進一步包括下面步驟S41至S44;其中，
[0108] 步驟S41:判斷前述實施例步驟S13中修正后的故障測距值是否滿足預設測距精 度，如果是，則將上述修正后的故障測距值確定為最終故障測距值，如果否，則進入步驟 S42；
[0109] 步驟S42:將修正后的故障測距值確定為待再次修正的故障測距值；
[0110] 步驟S43:對待再次修正的故障測距值進行再次修正處理，得到當前修正值；
[0111]步驟S44:判斷當前修正值是否滿足預設測距精度，如果否，則將當前修正值確定 為待再次修正的故障測距值，并重新進入步驟S43,如果是，則將當前修正值確定為最終故 障測距值，并結束修正處理。
[0112]其中，上述步驟S43中，每次對待再次修正的故障測距值進行再次修正處理的過 程，具體包括:利用待再次修正的故障測距值和上述第二暫態數據，再次計算故障后的線路 正序參數，得到修正后的線路正序參數，然后利用該修正后的線路正序參數和上述第一暫 態數據進行再次故障測距，得到相應的當前修正值。
[0113]需要說明的是，上述預設測距精度可由技術人員根據實際的測距精度要求進行具 體設置，在此不對其進行具體限定。
[0114]可以理解的是，上述利用待再次修正的故障測距值和上述第二暫態數據，再次計 算故障后的線路正序參數的過程，可參考前述實施例中已經公開的第一種方法或第二種方 法，在此不再進行贅述。同理，上述利用該修正后的線路正序參數和上述第一暫態數據進行 再次故障測距的過程，也可參考前述實施例中已經公開的初始測距值的求解過程，在此不 再進行贅述。
[0115]相應的，本發明實施例還公開了一種輸電線路故障測距系統，參見圖2所示，該系 統包括：
[0116]初次故障測距模塊21，用于利用故障前的線路正序參數和故障后線路的第一暫態 數據進行初次故障測距，得到初始測距值;其中，上述故障前的線路正序參數包括故障前的 傳播系數和故障前的特性阻抗；
[0117]參數計算模塊22,用于利用上述初始測距值和故障后線路的第二暫態數據，計算 故障后的線路正序參數;其中，上述故障后的線路正序參數包括故障后的傳播系數和故障 后的特性阻抗；
[0118]再次故障測距模塊23,用于利用上述故障后的線路正序參數和上述第一暫態數據 進行再次故障測距，得到修正后的故障測距值。
[0119]可見，本發明實施例先利用故障前的線路正序參數和故障后線路的第一暫態數據 進行初次故障測距，得到初始測距值，為了進一步提升故障測距精度，本發明實施例利用上 述初始測距值來計算故障后的線路正序參數，然后利用上述基于初始測距值得到的線路正 序參數再次進行故障測距，這相當于對上述初始測距值進行了一次修正處理，從而得到精 度更高的故障測距值。
[0120]具體的，上述初次故障測距模塊，可利用故障前的線路正序參數和第一暫態數據， 對預設方程進行求解，得到初始測距值;其中，預設方程為：
[0121]
[0122] 式中，γ〇表示故障前的傳播系數，Z〇表示故障前的特性阻抗;G11表示故障后第一 故障回線的輸送端的正序電壓，if表示故障后第一故障回線的輸送端的正序電流，表 示故障后第一故障回線的接收端的正序電壓，表示故障后第一故障回線的接收端的正 序電流;1表示第一故障回線的總長度，Χ0表示初始測距值，ch(*)表示雙曲余弦函數，sh(*) 表示雙曲正弦函數。
[0123] 另外，在故障后同一故障回線上的兩端暫態數據中均存在幅值較大的正序和負序 分量的情況下，上述參數計算模塊，具體可用于利用初始測距值和第二暫態數據，對第一方 程組進行求解，得到故障后的線路正序參數；
[0124] 其中，第一方程組包括：
[0125]
[0126] 式中，xo表示初始測距值；表示故障后第一故障回線的輸送端的正序電壓，if 表示故障后第一故障回線的輸送端的正序電流，表示故障后第一故障回線的接收端的 正序電壓，表示故障后第一故障回線的接收端的正序電流，表示故障后第一故障回 線的輸送端的負序電壓，if表示故障后第一故障回線的輸送端的負序電流，表示故障 后第一故障回線的接收端的負序電壓，/f表示故障后第一故障回線的接收端的負序電流； γ:表示故障后的傳播系數，Zi表示故障后的特性阻抗，1表示第一故障回線的總長度。
[0127] 而在任一故障回線上的兩端暫態數據中的負序分量幅值均比較小的情況下，上述 參數計算模塊，具體可用于利用初始測距值和第二暫態數據，對第二方程組進行求解，得到 故障后的線路正序參數；
[0128] 其中，第二方程組包括：
[0129]
[0130] 式中，xo表示初始測距值；[>二表示故
障后第一故障回線的輸送端的正序電壓，/= 表示故障后第一故障回線的輸送端的正序電流表示故障后第一故障回線的接收端的 正序電壓，表示故障后第一故障回線的接收端的正序電流，表示故障后第二故障回 線的輸送端的正序電壓表示故障后第二故障回線的輸送端的正序電流，表示故障 后第二故障回線的接收端的正序電壓，ig表示故障后第二故障回線的接收端的正序電流； γ:表示故障后的傳播系數，Zi表示故障后的特性阻抗，1表示第一故障回線的總長度。
[0131] 為了更進一步的提高故障測距精度，本實施例中的輸電線路故障測距系統，還可 以進一步包括第一精度判斷模塊、修正模塊和第二精度判斷模塊:修正模塊包括確定子模 塊以及修正子模塊;其中，
[0132] 第一精度判斷模塊，用于判斷修正后的故障測距值是否滿足預設測距精度，如果 是，則將修正后的故障測距值確定為最終故障測距值，如果否，則觸發修正模塊啟動工作；
[0133] 確定子模塊，用于將修正后的故障測距值確定為待再次修正的故障測距值；
[0134] 修正子模塊，用于待再次修正的故障測距值進行再次修正處理，得到當前修正值；
[0135] 第二精度判斷模塊，用于判斷修正模塊得到的當前修正值是否滿足預設測距精 度，如果否，則將當前修正值確定為待再次修正的故障測距值，并觸發修正子模塊再次啟動 工作，如果是，則將當前修正值確定為最終故障測距值。
[0136] 具體的，上述修正子模塊包括參數修正單元以及再次故障測距單元;其中，在每次 對待再次修正的故障測距值進行再次修正處理的過程中，上述參數修正單元，具體用于利 用待再次修正的故障測距值和上述第二暫態數據，再次計算故障后的線路正序參數，得到 修正后的線路正序參數，而上述再次故障測距單元，則具體用于利用上述修正后的線路正 序參數和上述第一暫態數據進行再次故障測距，得到相應的當前修正值。
[0137] 最后，還需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關系術語僅僅用來將 一個實體或者操作與另一個實體或操作區分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作 之間存在任何這種實際的關系或者順序。而且，術語"包括"、"包含"或者其任何其他變體意 在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那 些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者 設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句"包括一個……"限定的要素，并不排 除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。
[0138] 以上對本發明所提供的一種輸電線路故障測距方法及系統進行了詳細介紹，本文 中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫 助理解本發明的方法及其核心思想；同時，對于本領域的一般技術人員，依據本發明的思 想，在【具體實施方式】及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對 本發明的限制。
【主權項】
1. 一種輸電線路故障測距方法，其特征在于，包括： 利用故障前的線路正序參數和故障后線路的第一暫態數據進行初次故障測距，得到初 始測距值;其中，所述故障前的線路正序參數包括故障前的傳播系數和故障前的特性阻抗； 利用所述初始測距值和故障后線路的第二暫態數據，計算故障后的線路正序參數;其 中，所述故障后的線路正序參數包括故障后的傳播系數和故障后的特性阻抗； 利用所述故障后的線路正序參數和所述第一暫態數據進行再次故障測距，得到修正后 的故障測距值。2. 根據權利要求1所述的輸電線路故障測距方法，其特征在于，所述利用故障前的線路 正序參數和故障后線路的第一暫態數據進行初次故障測距，得到初始測距值的過程，包括： 利用所述故障前的線路正序參數和所述第一暫態數據，對預設方程進行求解，得到所 述初始測距值;其中，所述預設方程為：式中，丫 0表示所述故障前的傳播系數，Zo表示所述故障前的特性阻抗;巧U表示故障后 第一故障回線的輸送端的正序電壓表示故障后所述第一故障回線的輸送端的正序電 流，巧'表示故障后所述第一故障回線的接收端的正序電壓，巧)表示故障后所述第一故障 回線的接收端的正序電流；1表示所述第一故障回線的總長度，X0表示所述初始測距值，ch (*)表示雙曲余弦函數，sh(*)表示雙曲正弦函數。3. 根據權利要求2所述的輸電線路故障測距方法，其特征在于，所述利用所述初始測距 值和故障后線路的第二暫態數據，計算故障后的線路正序參數的過程，包括： 利用所述初始測距值和所述第二暫態數據，對第一方程組進行求解，得到所述故障后 的線路正序參數； 其中，所述第一方程組包括：式中，X0表示所述初始測距值；表示故障后所述第一故障回線的輸送端的正序電壓， 表示故障后所述第一故障回線的輸送端的正序電流，巧"表示故障后所述第一故障回線 的接收端的正序電壓，if表示故障后所述第一故障回線的接收端的正序電流，技f表示故 障后所述第一故障回線的輸送端的負序電壓，if表示故障后所述第一故障回線的輸送端 的負序電流，巧嗦示故障后所述第一故障回線的接收端的負序電壓，/f表示故障后所述 第一故障回線的接收端的負序電流；γ 1表示所述故障后的傳播系數，&表示所述故障后的 特性阻抗，1表示所述第一故障回線的總長度。4. 根據權利要求2所述的輸電線路故障測距方法，其特征在于，所述利用所述初始測距 值和故障后線路的第二暫態數據，計算故障后的線路正序參數的過程，包括： 利用所述初始測距值和所述第二暫態數據，對第二方程組進行求解，得到所述故障后 的線路正序參數； 其中，所述第二方程組包括：式中，X0表示所述初始測距值；表示故障后所述第一故障回線的輸送端的正序電壓， 皆表示故障后所述第一故障回線的輸送端的正序電流，瑪?表示故障后所述第一故障回線 的接收端的正序電壓，表示故障后所述第一故障回線的接收端的正序電流，(?表示故 障后第二故障回線的輸送端的正序電壓，表示故障后所述第二故障回線的輸送端的正 序電流，表示故障后所述第二故障回線的接收端的正序電壓，表示故障后所述第二 故障回線的接收端的正序電流；γι表示所述故障后的傳播系數，Zi表示所述故障后的特性 阻抗，1表示所述第一故障回線的總長度。5. 根據權利要求1至4任一項所述的輸電線路故障測距方法，其特征在于，還包括： 步驟S41:判斷所述修正后的故障測距值是否滿足預設測距精度，如果是，則將所述修 正后的故障測距值確定為最終故障測距值，如果否，則進入步驟S42; 步驟S42:將所述修正后的故障測距值確定為待再次修正的故障測距值； 步驟S43:對待再次修正的故障測距值進行再次修正處理，得到當前修正值； 步驟S44:判斷當前修正值是否滿足所述預設測距精度，如果否，則將當前修正值確定 為待再次修正的故障測距值，并重新進入步驟S43,如果是，則將當前修正值確定為最終故 障測距值，并結束修正處理。6. 根據權利要求5所述的輸電線路故障測距方法，其特征在于，每次對待再次修正的故 障測距值進行再次修正處理的過程，包括： 利用待再次修正的故障測距值和所述第二暫態數據，再次計算故障后的線路正序參 數，得到修正后的線路正序參數； 利用所述修正后的線路正序參數和所述第一暫態數據進行再次故障測距，得到相應的 當前修正值。7. -種輸電線路故障測距系統，其特征在于，包括： 初次故障測距模塊，用于利用故障前的線路正序參數和故障后線路的第一暫態數據進 行初次故障測距，得到初始測距值;其中，所述故障前的線路正序參數包括故障前的傳播系 數和故障前的特性阻抗； 參數計算模塊，用于利用所述初始測距值和故障后線路的第二暫態數據，計算故障后 的線路正序參數;其中，所述故障后的線路正序參數包括故障后的傳播系數和故障后的特 性阻抗； 再次故障測距模塊，用于利用所述故障后的線路正序參數和所述第一暫態數據進行再 次故障測距，得到修正后的故障測距值。8. 根據權利要求7所述的輸電線路故障測距系統，其特征在于，所述初次故障測距模 塊，具體利用所述故障前的線路正序參數和所述第一暫態數據，對預設方程進行求解，得到 所述初始測距值;其中，所述預設方程為：式中，丫 ο表示所述故障前的傳播系數，Zo表示所述故障前的特性阻抗；表示故障后 第一故障回線的輸送端的正序電壓，if表示故障后所述第一故障回線的輸送端的正序電 流，巧嗦示故障后所述第一故障回線的接收端的正序電壓，表示故障后所述第一故障 回線的接收端的正序電流；1表示所述第一故障回線的總長度，X0表示所述初始測距值，Ch (*)表示雙曲余弦函數，sh(*)表示雙曲正弦函數。9. 根據權利要求8所述的輸電線路故障測距系統，其特征在于，所述參數計算模塊，具 體用于利用所述初始測距值和所述第二暫態數據，對第一方程組進行求解，得到所述故障 后的線路正序參數； 其中，所述第一方程組包括：式中，X0表示所述初始測距值;表示故障后所述第一故障回線的輸送端的正序電壓， if表示故障后所述第一故障回線的輸送端的正序電流，技。表示故障后所述第一故障回線 的接收端的正序電壓，f)表示故障后所述第一故障回線的接收端的正序電流，巧'表示故 障后所述第一故障回線的輸送端的負序電壓，if表示故障后所述第一故障回線的輸送端 的負序電流，巧3嗦示故障后所述第一故障回線的接收端的負序電壓，/f表示故障后所述 第一故障回線的接收端的負序電流；γ 1表示所述故障后的傳播系數，&表示所述故障后的 特性阻抗，1表示所述第一故障回線的總長度。10. 根據權利要求8所述的輸電線路故障測距系統，其特征在于，所述參數計算模塊，具 體用于利用所述初始測距值和所述第二暫態數據，對第二方程組進行求解，得到所述故障 后的線路正序參數； 其中，所述第二方程組包括：式中，Χ0表示所述初始測距值;巧f表示故障后所述第一故障回線的輸送端的正序電壓， /^>表示故障后所述第一故障回線的輸送端的正序電流表示故障后所述第一故障回線 的接收端的正序電壓，表示故障后所述第一故障回線的接收端的正序電流，表示故 障后第二故障回線的輸送端的正序電壓，表示故障后所述第二故障回線的輸送端的正序 電流，表示故障后所述第二故障回線的接收端的正序電壓，表示故障后所述第二故 障回線的接收端的正序電流；γ 1表示所述故障后的傳播系數，&表示所述故障后的特性阻 抗，1表示所述第一故障回線的總長度。11. 根據權利要求7至10任一項所述的輸電線路故障測距系統，其特征在于，還包括第 一精度判斷模塊、修正模塊和第二精度判斷模塊:所述修正模塊包括確定子模塊W及修正 子模塊;其中， 所述第一精度判斷模塊，用于判斷所述修正后的故障測距值是否滿足預設測距精度， 如果是，則將所述修正后的故障測距值確定為最終故障測距值，如果否，則觸發所述修正模 塊啟動工作； 所述確定子模塊，用于將所述修正后的故障測距值確定為待再次修正的故障測距值； 所述修正子模塊，用于待再次修正的故障測距值進行再次修正處理，得到當前修正值； 所述第二精度判斷模塊，用于判斷所述修正模塊得到的當前修正值是否滿足所述預設 測距精度，如果否，則將當前修正值確定為待再次修正的故障測距值，并觸發所述修正子模 塊再次啟動工作，如果是，則將當前修正值確定為最終故障測距值。12. 根據權利要求11所述的輸電線路故障測距系統，其特征在于，所述修正子模塊包 括： 參數修正單元，用于利用待再次修正的故障測距值和所述第二暫態數據，再次計算故 障后的線路正序參數，得到修正后的線路正序參數； 再次故障測距單元，用于利用所述修正后的線路正序參數和所述第一暫態數據進行再 次故障測距，得到相應的當前修正值。
【文檔編號】G01R31/08GK105974274SQ201610596873
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年7月26日
【發明人】吳昊, 王紅斌, 全玉生, 張英, 周恩澤, 黃勇, 羅穎婷, 陳寧, 師普辛, 葉海峰
【申請人】廣東電網有限責任公司電力科學研究院, 華北電力大學