專利名稱：并行雙輸電線故障定位裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種輸電線故障定位裝置和方法，特別是涉及一種能夠當(dāng)在并行(parallel)雙輸電線上發(fā)生接地故障和短路時(shí)通過利用電壓和電流信息以及自身端電流分布系數(shù)定位在并行雙輸電線上的故障點(diǎn)的裝置和方法。
背景技術(shù)：
隨著功率消耗的持續(xù)增加，輸電線系統(tǒng)變得更加多樣化、更加復(fù)雜以及進(jìn)行超高壓輸電。此外，在穩(wěn)定供電方面故障的快速正確的定位變得更重要，這是由于通過快速將故障系統(tǒng)與正常的系統(tǒng)快速隔離、緊急恢復(fù)等，可增強(qiáng)供電系統(tǒng)的可靠性。因此，電力公司運(yùn)行一些輸電線故障定位裝置，安裝這些輸電線故障定位裝置以便正確定位輸電線上發(fā)生的故障。
在單相或多相接地故障和短路時(shí)，這種故障定位裝置利用在其中安裝故障定位裝置的自身端一側(cè)由變電站測(cè)量的故障后/前的電壓和電流，或同時(shí)利用在另一端一側(cè)由變電站測(cè)量的故障后/前的電壓和電流，以便計(jì)算距安裝點(diǎn)的故障距離，并相應(yīng)地根據(jù)計(jì)算結(jié)果指示故障點(diǎn)信息。
關(guān)于這一點(diǎn)，定位故障點(diǎn)的一般方法分為如下兩組。
在第一組方法中，從自身端一側(cè)變電站接收電壓和電流信號(hào)，在第二組方法中，從自身端一側(cè)變電站和連接到自身端的輸電線的另一端一側(cè)變電站的接收電壓和電流信息。
在利用來自自身端的電壓和電流信息以定位故障點(diǎn)的第一組方法中，在一種情況下利用自身端的電源(power impedance)阻抗，而在其它情況下以另外方式不利用該阻抗。關(guān)于這一點(diǎn)，在利用電源阻抗的情況下，從自身端觀看的電源阻抗不可能總是恒定的，使得可能得到錯(cuò)誤的結(jié)果，以及可變的電源阻抗的設(shè)置數(shù)值不可能始終進(jìn)行校正。因此，在所有的常規(guī)定位裝置中，到現(xiàn)在己不再采用自身端的電源阻抗了。換句話說，后來的不再采用自身端的電源阻抗的故障定位方法存在的問題在于，盡管這些方法補(bǔ)償了故障電阻和負(fù)載，由于相角的靈敏度的原因不可能得到正確的定位結(jié)果。
在用于從另一端一側(cè)獲得電壓和電流信息的第二組方法中，為了故障定位將自身端與另一端一側(cè)的電壓和電流的比進(jìn)行比較。根據(jù)這些方法，盡管其優(yōu)點(diǎn)是可以更正確地定位故障，但要提供附加的通信設(shè)備和線路，以獲得關(guān)于另一端的電壓和電流值的故障后/前的數(shù)據(jù)?？紤]到通常為10-100公里的變電站之間的距離，難于為了在兩端之間的故障定位安裝通信設(shè)備和線路來保證而附加的通信路徑。因此，用于獲得另一端一側(cè)的電壓和電流數(shù)據(jù)的故障定位方法是很難采用的。
因此，僅利用自身端信息的常規(guī)的故障定位裝置存在的問題是在故障定位中可能產(chǎn)生錯(cuò)誤。這些錯(cuò)誤是由于在客觀系統(tǒng)中難于得到的故障電阻和和負(fù)載電流影響(電抗效應(yīng))、零相元件、零相序阻抗的相互影響、大氣電阻的影響的結(jié)合。
電力公司的輸電線系統(tǒng)由三相單輸電線系統(tǒng)、三相并行雙輸電線系統(tǒng)和多端系統(tǒng)組成，在該多端系統(tǒng)中幾乎所有的輸電線系統(tǒng)都以三相并行雙輸電線系統(tǒng)運(yùn)行。當(dāng)三相并行雙輸電線系統(tǒng)在運(yùn)行中發(fā)生單相/多相接地故障時(shí)，按照在非故障線路或在已發(fā)生故障的并行雙輸電線中的相鄰線路上的零相序電流產(chǎn)生零相阻抗，使得只有當(dāng)從并行雙輸電線中的相鄰線路輸入故障零相序電流信號(hào)時(shí)才可以正確地定位故障點(diǎn)。然而，直到現(xiàn)在電力公司也不能在并行雙輸電線運(yùn)行中另外獲得相鄰線路的零相序電流，因此，需要一種故障定位裝置和方法，在其中雖然不從另一端一側(cè)接收零相序電流就可以防止由于零相序電流引起的相鄰線路的零相阻抗的影響。

發(fā)明內(nèi)容
提出本發(fā)明是為解決相關(guān)技術(shù)的上述問題，因此本發(fā)明的目的是提供并行雙輸電線的故障定位裝置和方法，在三相并行雙輸電線系統(tǒng)中定位故障點(diǎn)時(shí)，通過接收自身端的電壓或電流，而不必接收并行輸電的相鄰線路的零相序電流就能正確地定位故障點(diǎn)。
本發(fā)明的另一目的是提供一種用于得到電流分布系數(shù)的方法，該電流分布系數(shù)可以估算非故障線路和相鄰線路的故障電流和零相序電流，在并行雙輸電線發(fā)生故障的情況下，它們是用于正確故障定位的重要變量；以及一種并行雙輸電線的故障定位裝置和方法，其中可以利用電流分布系數(shù)以便提出故障定位算法，以及為了正確故障定位利用自身端的電壓和電流信息，同時(shí)可以排除背景系統(tǒng)阻抗變化和故障點(diǎn)電阻影響。
為了達(dá)到本發(fā)明的上述目的，提供一種并行雙輸電線的故障定位方法，包含的步驟有將輸電線上三相電壓和電流信號(hào)數(shù)值轉(zhuǎn)換為小信號(hào)；匯集和存儲(chǔ)經(jīng)轉(zhuǎn)換的電壓和電流數(shù)值作為數(shù)據(jù)；將存儲(chǔ)的電壓和電流數(shù)據(jù)與預(yù)先設(shè)置的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，以判斷輸電線上的故障和故障類型；向應(yīng)于比較步驟如果輸電線上有故障，分離和獲取故障后和前的電壓和電流數(shù)據(jù)；按照預(yù)設(shè)置的起動(dòng)模式根據(jù)獲取的數(shù)據(jù)執(zhí)行故障定位算法，以得到電流分布系數(shù)，以及通過利用電流分布系數(shù)計(jì)算故障距離和故障點(diǎn)的故障信息；以及存儲(chǔ)所計(jì)算的故障距離和信息并向外部發(fā)送存儲(chǔ)的故障距離和信息。
最好，在所述分離和獲取步驟中使用分離和獲取30個(gè)周期的輸電線故障前的電壓和電流數(shù)據(jù)以及60個(gè)周期的故障后的電壓和電流數(shù)據(jù)；以及將電流分布系數(shù)分解為零、正和負(fù)相序電流分布系數(shù)，使得在每一平衡電路中處理該電壓和電流以及在故障定位算法中使用，以便根據(jù)并行雙輸電線故障類型定位故障點(diǎn)。


下面參照附圖介紹本發(fā)明的各優(yōu)選實(shí)施例，其中圖1是用于表示根據(jù)本發(fā)明的配置在一條輸電線上的并行雙輸電線的故障定位裝置的結(jié)構(gòu)圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的故障定位裝置的方塊圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的主控制單元的詳細(xì)的方塊圖；圖4是用于描述根據(jù)本發(fā)明的故障定位方法的流程圖；圖5A是根據(jù)本發(fā)明的在一條輸電線上發(fā)生接地故障的情況下故障定位算法的詳細(xì)流程圖；圖5B是根據(jù)本發(fā)明的在兩條輸電線上發(fā)生三相接地故障/短路的情況下故障定位算法的詳細(xì)流程圖；圖6A至6B是用于表示根據(jù)本發(fā)明的并行雙輸電線上故障前和后的阻抗變化的電路示意圖；圖7A至7C是根據(jù)本發(fā)明的用于得到由于零相序、正相序和負(fù)相序形成的功率分布系數(shù)的電路示意圖；圖8是用于表示根據(jù)本發(fā)明的并行雙輸電線上發(fā)生一輸電線接地故障時(shí)的系統(tǒng)的電路示意圖；圖9是用于表示根據(jù)本發(fā)明的并行雙輸電線上輸電線間發(fā)生三相短路時(shí)的系統(tǒng)的電路示意圖；以及圖10是用于表示根據(jù)本發(fā)明的并行雙輸電線上發(fā)生兩條輸電線接地短路和三相短路時(shí)的系統(tǒng)的電路示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖1是用于表示根據(jù)本發(fā)明的配置在一條輸電線上的并行雙輸電線的故障定位裝置的結(jié)構(gòu)圖。
參照?qǐng)D1，向故障定位裝置E施加來自該輸電線上的主電壓互感器C和主電流互感器B的電壓和電流信號(hào)，按照相應(yīng)的故障定位算法測(cè)量輸電線故障和故障距離。此外，從保護(hù)繼電器D1向故障定位裝置E提供指示故障的數(shù)字信號(hào)，并根據(jù)相應(yīng)輸電線故障前和后的信息進(jìn)行計(jì)算。關(guān)于這一點(diǎn)，故障距離是指從主電流互感器的安裝點(diǎn)到故障點(diǎn)P的距離。
向保護(hù)繼電器D1施加來自主電壓互感器C和主電流互感器B的電壓和電流信號(hào)，根據(jù)施加的電壓和電流信號(hào)快速地檢測(cè)輸電線上的故障，以及控制輸電線斷路器A以保護(hù)輸電線不受故障影響。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的故障定位裝置的方塊圖；參照?qǐng)D2，故障定位裝置包含輔助電壓互感器100、輔助電流互感器120、數(shù)據(jù)匯集單元200、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元280、主控制單元300、I/O單元400、存儲(chǔ)單元600以及校正和顯示單元500。
數(shù)據(jù)匯集單元200包含信號(hào)調(diào)節(jié)單元220低通濾波器240和A/D轉(zhuǎn)換單元260。
由安裝在電力系統(tǒng)中的主電壓互感器C向輔助電壓互感器100提供三相電壓，輔助電壓互感器100將該三相電壓轉(zhuǎn)換為較小電壓的信號(hào)，以發(fā)送到下文將介紹的數(shù)據(jù)匯集單元200。
由安裝在供電線路中的主電流互感器B向輔助電流互感器120提供三相電流，輔助電流互感器120將該三相電流轉(zhuǎn)換為較小電流的信號(hào)，以發(fā)送到下文將介紹的數(shù)據(jù)匯集單元200。
數(shù)據(jù)匯集單元200利用信號(hào)調(diào)節(jié)單元220調(diào)節(jié)從輔助電壓互感器100發(fā)送的較小電壓的信號(hào)和從輔助電流互感器120發(fā)送的較小電流的信號(hào)以將它們提供到下文將介紹的低通濾波器240。
低通濾波器240通過濾波操作從所提供的電壓和電流信號(hào)中去除高頻分量并發(fā)送到A/D轉(zhuǎn)換單元260。A/D轉(zhuǎn)換單元260將輸入的電壓和電流信號(hào)數(shù)字化并提供到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元280。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元280存儲(chǔ)從A/D轉(zhuǎn)換單元260提供的電壓和電流數(shù)字信號(hào)并將該信號(hào)提供到主控制單元300。
主控制單元300通過利用來自數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元280的數(shù)字化的三相電壓和電流數(shù)據(jù)判斷輸電線是否有故障，并通過分離和獲得故障后/前的電壓和電流信息得到電流分布系數(shù)，以計(jì)算發(fā)生故障時(shí)的故障距離。下面參照?qǐng)D3將詳細(xì)介紹主控制單元300的關(guān)于計(jì)算電流分布系數(shù)和故障距離的操作。
從保護(hù)繼電器D1向I/O單元400提供輸電線上的故障指示信息，I/O單元400通知主控制單元300輸電線上是否發(fā)生故障。I/O單元400還從保護(hù)繼電器D1接收對(duì)應(yīng)繼電器所檢測(cè)的輸電線上的故障的信息，該保護(hù)繼電器D1動(dòng)作輸電線斷路器A，并且從外部通知通過判斷故障點(diǎn)計(jì)算故障距離。存儲(chǔ)單元600存儲(chǔ)由主控制單元300鑒別的故障信息和故障距離數(shù)據(jù)。校正和顯示單元500校正在確定輸電線上各種故障時(shí)可以用作基準(zhǔn)的信息，并在外部顯示故障距離和信息。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的主控制單元的詳細(xì)的方塊圖。
參照?qǐng)D3，主控制單元300包含數(shù)據(jù)匯集和存儲(chǔ)單元310、基準(zhǔn)設(shè)置單元315、故障判斷單元320、數(shù)據(jù)分離和獲取單元330、電流分布系數(shù)計(jì)算單元340、故障距離計(jì)算單元350、故障信息處理單元360、存儲(chǔ)單元370、故障信息顯示單元380和外部通信單元390。
基準(zhǔn)設(shè)置單元315按照輸電線上接地故障和短路，存儲(chǔ)故障判斷的基準(zhǔn)信息，并將該信息提供到下文將介紹的故障判斷單元320。數(shù)據(jù)匯集和存儲(chǔ)單元310匯集和存儲(chǔ)從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元280提供的數(shù)字化的三相電壓和電流數(shù)據(jù)，并提供到故障判斷單元320。故障判斷單元320參照從數(shù)據(jù)匯集和存儲(chǔ)單元310輸入的電壓和電流數(shù)據(jù)，按照從基準(zhǔn)設(shè)置單元315提供的一些故障判斷的基準(zhǔn)判斷輸電線上的故障，并將其結(jié)果發(fā)送到數(shù)據(jù)分離和獲取單元330。數(shù)據(jù)分離和獲取單元330當(dāng)接收到由故障判斷單元320產(chǎn)生的故障發(fā)生信號(hào)或來自I/O單元400的故障發(fā)生信息時(shí)，分離和獲取30個(gè)周期的輸電線故障前的電壓和電流數(shù)據(jù)以及60個(gè)周期的故障后的電壓和電流數(shù)據(jù)，并將所獲取的信息發(fā)送到電流分布系數(shù)計(jì)算單元340。這里，1個(gè)周期為1.66毫秒對(duì)應(yīng)于60赫。
電流分布系數(shù)計(jì)算單元340接收由數(shù)據(jù)分離和獲取單元330發(fā)送的故障后/前的電壓和電流數(shù)據(jù)，并根據(jù)輸入的電壓和電流數(shù)據(jù)計(jì)算電流分布系數(shù)，且提供到故障距離計(jì)算單元350。這里，通過根據(jù)給定的數(shù)據(jù)確定一電壓方程及根據(jù)該方程得到一關(guān)于非故障線路和另一端一側(cè)線路表達(dá)式來計(jì)算電流分布系數(shù)，將參照?qǐng)D4進(jìn)行介紹。
故障信息處理單元350根據(jù)由電流分布系數(shù)計(jì)算單元340提供的電流分布系數(shù)通過得到故障距離的表達(dá)式計(jì)算到實(shí)際故障點(diǎn)的距離，并將所計(jì)算的實(shí)際故障距離數(shù)據(jù)發(fā)送到故障信息處理單元360。
故障信息處理單元360接收來自故障信息處理單元350的故障距離數(shù)據(jù)以及來自數(shù)據(jù)分離和獲取單元330的例如為故障后/前的數(shù)據(jù)的故障信息，并將所接收的數(shù)據(jù)發(fā)送到存儲(chǔ)單元370。此外，故障信息處理單元350通過校正和顯示單元500顯示來自故障信息處理單元350以及數(shù)據(jù)分離和獲取單元330的故障距離數(shù)據(jù)和包含故障后/前的信息的各種信息。存儲(chǔ)單元370存儲(chǔ)所計(jì)算的距離信息和故障信息，以及故障信息顯示單元380經(jīng)過校正和顯示單元500向用戶提供所計(jì)算的距離信息。故障信息處理單元360和外部通信單元390單元通信，以將所計(jì)算的距離信息和故障信息發(fā)送到外部計(jì)算機(jī)或主計(jì)算機(jī)。
這里，參照?qǐng)D4將根據(jù)上述結(jié)構(gòu)詳細(xì)介紹故障定位的方法。
首先，當(dāng)故障定位裝置完成其初始化時(shí)，首先在步驟S100，分別經(jīng)過外部的主電壓互感器和主電流互感器將輸電線上的三相電壓和電流降低，并且經(jīng)過輔助電壓互感器100和輔助電流互感器120將經(jīng)降低的三相電壓和電流轉(zhuǎn)換為電壓和電流的小信號(hào)。
利用信號(hào)調(diào)節(jié)單元220調(diào)節(jié)在步驟S100轉(zhuǎn)換為電壓和電流的小信號(hào)并提供到低通濾波器240。然后，在步驟S120，低通濾波器240從輸入的電壓和電流信號(hào)中去除高頻分量，并在步驟S140，通過利用1個(gè)周期的DFT(離散傅里葉變換)進(jìn)行低通濾波。
換句話說，將在A/D轉(zhuǎn)換單元260中的數(shù)字化的信號(hào)按照實(shí)時(shí)傳輸系統(tǒng)中量化的三相電壓和電流發(fā)送到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元280。這里，根據(jù)600赫的電壓和電流信號(hào)按14或16對(duì)量化的實(shí)時(shí)三相電壓和電流進(jìn)行采樣。
將在步驟S140利用DFT濾波檢測(cè)的電壓和電流信號(hào)計(jì)算為(均方根值)RMS，根據(jù)預(yù)指示的UVR(低電壓繼電器裝置)、OCGR(過電流接地繼電器裝置)和OCR(過電流繼電器裝置)將計(jì)算為RMS的電壓和電流信號(hào)進(jìn)行比較，以在步驟S160和在步驟S180判斷輸電線故障。
這里，繼電器裝置接收系統(tǒng)的電壓或電流，以及通過按照預(yù)指定的輸入值運(yùn)算操作，計(jì)算和輸出為“0”或“1”的信號(hào)。
因此，在UVR運(yùn)行時(shí)，鑒別系統(tǒng)上的輸入電壓的大小最大是否是預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)值(校正值)。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)通過檢測(cè)接地故障電流或沿大地流動(dòng)的零相序電流起動(dòng)OCGR，以及判斷是否輸入的接地故障電流至少是預(yù)調(diào)節(jié)基準(zhǔn)值或校正值。OCR判斷是否輸入的系統(tǒng)相電流至少是關(guān)于其運(yùn)行的預(yù)調(diào)節(jié)基準(zhǔn)值或校正值。
因此，在步驟S180，生成作為按RMS計(jì)算的電壓和電流信息，如果輸入的生成電流至少是OCR的基準(zhǔn)值以及輸入的生成電壓至少是UVR的基準(zhǔn)值或者零相序電流至少是OCGR的基準(zhǔn)值，則進(jìn)行跳閘，以便在步驟S200和步驟S220，故障判斷單元320判斷故障相和故障類型。
這里，判斷電流狀態(tài)是否是由于輸電線接地故障和短路形成的故障，并在故障相判斷中將故障類型鑒別為單線接地故障、雙線短路、雙線接地故障、三相接地故障和三相短路。
在步驟S220中完成判斷故障類型之后，通過利用輸入的輸電線電壓和電流數(shù)據(jù)，分離和獲取故障后/前的數(shù)據(jù)。換句話說，在步驟S240，數(shù)據(jù)分離和獲取單元330分離和獲取30個(gè)周期的輸電線故障前的電壓和電流數(shù)據(jù)以及60個(gè)周期的故障后的電壓和電流數(shù)據(jù)。
同時(shí)，在步驟S240，獲取輸電線故障前/后的數(shù)據(jù)之后，在步驟S260，判斷起動(dòng)模式是否是外部起動(dòng)模式。這里，如果在步驟S260提供的結(jié)果是外部起動(dòng)模式，則確認(rèn)是否是一DI觸點(diǎn)，而如果起動(dòng)模式是內(nèi)部起動(dòng)模式，則在步驟S300，利用電流分布系數(shù)計(jì)算單元340和故障距離計(jì)算單元350按照故障定位算法計(jì)算故障距離。
這里，起動(dòng)模式設(shè)置執(zhí)行哪一個(gè)故障定位算法，以及當(dāng)按照從保護(hù)繼電器A外部輸入的故障信息執(zhí)行故障定位算法時(shí)，判斷是否將保護(hù)繼電器A的跳閘信息輸入到該裝置。在確認(rèn)DI觸點(diǎn)時(shí)，確認(rèn)是否故障信息輸入到故障定位裝置中的DI的輸入端口。內(nèi)部起動(dòng)模式是指按照由故障定位裝置本身檢測(cè)的故障信息執(zhí)行故障定位算法。
這里，參照?qǐng)D6至10將介紹故障定位算法。
在步驟S340和步驟S360，利用故障信息處理單元360輸出由前述故障定位算法計(jì)量的故障信息和故障距離，并存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元370，然后該操作返回到步驟S100，接收電壓和電流的瞬時(shí)值。
下面在公開按照故障線的每一種故障定位算法之前，介紹應(yīng)用中的術(shù)語和用在電路中的符號(hào)。
當(dāng)在并行雙輸電線發(fā)生故障時(shí)，故障電路的電流分布是按照系統(tǒng)中的阻抗分布變化的，如圖6A中所示。圖6A中的電路表示故障的狀態(tài)，圖6B中的電路表示故障前的狀態(tài)，圖6C中的電路表示故障后的狀態(tài)。因此，需要故障后/前的信息，以便為了校正故障定位分析這些電路。
存儲(chǔ)單元370中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)用于故障前的所需信息和故障后電壓和電流數(shù)據(jù)組成的電路的阻抗分布，以便預(yù)測(cè)非故障線的故障電流和零相序電流。這里，故障電流是在輸電系統(tǒng)的線路上產(chǎn)生接地故障和短路時(shí)包括在故障點(diǎn)產(chǎn)生的電弧電阻和接觸點(diǎn)電阻的故障電阻中的電流。
非故障線路是指穩(wěn)定地向該并行雙輸電線中的系統(tǒng)供電的線路，即未發(fā)生故障的與其中發(fā)生接地故障或短路的故障線路相鄰的線路。
應(yīng)用于本發(fā)明的電流分布系數(shù)是指與在故障線路的自身端和另一端一側(cè)的電流相關(guān)程度對(duì)應(yīng)的阻抗比、故障線路和非故障線路的電流相關(guān)程度對(duì)應(yīng)的阻抗比等，并且根據(jù)對(duì)應(yīng)相分類為零、正和負(fù)相序。
當(dāng)在不對(duì)稱不平衡的三相電路中按照對(duì)稱座標(biāo)表示例如為Va(Ia)、Vb(Ib)和Vc(Ic)的零、正和負(fù)相序的電壓(電流)時(shí)，它們中的每一個(gè)都可以按照V1、V2和V0的對(duì)稱分量表示為如下Va＝V0+V1+V2，Vb＝V0+a2V1+aV2，Vc＝V0+aV1+a2V2；和Ia＝I0+I1+I2，Ib＝I0+a2I1+aI2，Ic＝I0+aI1+a2I2，其中， 和
1+a+a2＝0這里，V0(I0)稱為零相序電壓(電流)，作為包含在A、B和C相電壓和電流中的共同的單相分量。
對(duì)于V1(I1)項(xiàng)，A相具有V1(I1)；B相具有a2V1(a2I1)，代表比V1(I1)滯后120°(或領(lǐng)先240°)；和C相具有aV1(aI1)，代表比V1(I1)領(lǐng)先120°(或滯后240°)。換句話說，在V1(I1)項(xiàng)，該電壓(電流)稱為正相序電壓(電流)，因?yàn)槠渚哂信c關(guān)于A、B和C相的對(duì)稱三相電壓(電流)相同的旋轉(zhuǎn)方向。
此外，對(duì)于V2(I2)項(xiàng)，A相具有V2(I2)；B相具有aV2(aI2)，其比V2(I2)領(lǐng)先120°(或滯后240°)；和C相具有a2V2(a2I2)，其比V2(I2)滯后120°(或領(lǐng)先240°)。換句話說，在V2(I2)項(xiàng)，該電壓(電流)稱為負(fù)相序電壓(電流)，因?yàn)槠渚哂信c關(guān)于A、B和C相的對(duì)稱三相電壓(電流)相反的旋轉(zhuǎn)方向。
這里，按照如下的表1定義在每個(gè)電器中使用的符號(hào)表1


下面，當(dāng)在輸電線上發(fā)生故障時(shí)，用于得到電流分布系數(shù)的故障電路的對(duì)稱分量電路構(gòu)成如下圖6A表示用于得到電流分布系數(shù)的零相序電路。在圖6A所示的零相序電路中，利用方程1得到沿路徑A和B的兩個(gè)電壓方程(ZS0+pZL0)IS0-[ZR0+(1-p)ZL0]IR0+(ZS0+ZR0+Zm)IT0＝0(ZS0+pZm)IS0-[ZR0+(1-p)Zm]IR0+(ZS0+ZR0+ZT0)IT0＝0……方程1在方程1中，如果消去非故障線路的零相序電流IT0，利用方程2得到在自身端中的零相序電流IS0和在另一端中的零相序電流IR0的電流分布的比IR0IS0=(ZT0-Zm)ZS0+pZL0(ZS0+ZR0+ZT0)-pZm(ZS0+ZR0+Zm)(ZT0-Zm)ZR0+(1-p)ZL0(ZS0+ZR0+ZT0)-(1-p)Zm(ZS0+ZR0+Zm)]]>……方程2這里，由于流過故障點(diǎn)的電流是If0＝IS0+IR0，利用方程3得到零相序電流分布系數(shù)DSa0=IS0If0=IS0IS0+IR0=11+(IR0/IS0)=pBSa0+Csa0ASa0]]>……方程3其中，ASa0＝(ZL0-Zm)(ZW0+ZR0+Zm)+(ZT0-Zm)(ZS0+ZR0+ZL0)BSa0＝(Zm-ZL0)(ZS0+ZR0+Zm)-(ZT0-Zm)ZL0，和CSa0＝(ZL0-Zm)(ZS0+ZR0+Zm)+(ZT0-Zm)(ZR0+ZL0)因此，如果從方程1中消去在另外側(cè)端中的零相序電流IR0以得到非故障線路的零相序電流分布系數(shù)，利用方程4得到自身端的零相序電流IS0與另外側(cè)端的零相序電流IT0電流分布之比DTS=IS0IT0=pAST+BSTpCST+DS1]]>……方程4其中，AST＝(Zm-ZL0)(ZS0+ZR0+Zm)-(ZT0-Zm)ZL0BST＝(ZL0-Zm)(ZS0+ZR0+Zm)+(ZT0-Zm)(ZR0+ZL0)CST＝(ZL0-Zm)(ZS0+ZR0)，和DST＝(Zm-ZL0)ZS0<1p>
因此，在步驟S302和步驟S304中利用方程5從上述方程3和5，得到非故障線路的零相序電流分布系數(shù)DT0=IT0If0=pBT0+CT0AT0]]>……方程5其中，AT0＝(ZL0-Zm)(ZS0+ZR0+Zm)+(ZT0-Zm)(ZS0+ZR0+Zm)BT0＝(ZL0-Zm)(ZS0+ZR0)CT0＝(Zm-ZL0)ZS0<1p>
然后，參照在圖6B中所示的正相序電路得到正相序電流分布系數(shù)如下按照與上述相同的方法正相序電流分布系數(shù)建立如方程6所示的電壓方程(ZS1+pZL1)IS1-[ZR1+(1-p)ZL1]IR1+(ZS1+ZR1)IT1＝0ZS1IS1-ZR1IR1+(ZS1+ZR1+ZT1)IT1＝0……方程6這里，利用方程7得到電流IS1與電流IR1電流分布之比IR1IS1=ZS1ZT1+pZL1(ZS1+ZR1+ZT1)ZR1ZT1+(1-p)ZL1(ZS1+ZR1+ZT1)]]>……方程7這里，由于流過故障點(diǎn)的電流是If1＝IS1+IR1，因此，利用方程8得到正相序電流分布系數(shù)DSa1=IS1If1=IS1IS1+IR1=11+(IR1/IS1)=pBSa1+Csa1ASa1]]>……方程8
其中，ASa1＝ZL1(ZS1+ZR1)+ZT1(ZS1+ZR1+ZL1)BSa1＝ZL1(ZS1+ZR1+ZT1)，和和CSa1＝ZL1(ZS1+ZR1+ZT1)+ZT1ZR1然后，參照在圖6C中所示的負(fù)相序電路得到負(fù)相序電流分布系數(shù)，如下按照與上述正相序電流相同的方法利用方程9得到負(fù)相序電路中的負(fù)相序電流分布系數(shù)DSa2=IS2If2=pBSa2+Csa2ASa2]]>……方程9其中，ASa2＝ZL2(ZS2+ZR2)+ZT2(ZS2+ZR2+ZL2)BSa2＝ZL2(ZS2+ZR2+ZT2) 和CSa2＝ZL2(ZS2+ZR2+ZT2)+ZT2ZR2這里，如果正相序阻抗和負(fù)相序阻抗相同，利用方程10得到正相序電流分布系數(shù)和負(fù)相序電流分布系數(shù)DSa1＝Da2ASa1＝ASa2，BSa1＝BSa2，CSa1＝CSa2……方程10同時(shí)，參照?qǐng)D8到10介紹按照各種故障類型的并行雙輸電線故障定位方法，這些方法利用零、正和負(fù)相序電流分布系數(shù)根據(jù)上述的各個(gè)方程如下圖5A是圖4中所示的故障定位算法中的在一條輸電線上發(fā)生接地故障的詳細(xì)流程圖。該故障定位方法可以用主要3種方式表示，其中將介紹在該應(yīng)用中的在一條輸電線上發(fā)生接地故障的情況下利用上述零相序方程的故障定位方法。
其中將參照?qǐng)D8介紹在一條輸電線上發(fā)生接地故障的情況下，利用故障定位方法2中的零相序方程。
圖8中，利用方程11得到故障后電壓VSa＝p[ZL1ISa+(ZL0-ZL1)IS0]+pZmIT0+RfIf……方程11其中，在步驟S301，利用方程16得到在繼電器安裝點(diǎn)的電壓方程，在步驟S302到S304消去非故障線路的電流和另外側(cè)端的電流，計(jì)算零相序電流分布系數(shù)。
根據(jù)上述方程，使用在繼電器安裝點(diǎn)的零相序電流和零相序電流分布系數(shù)，以便在步驟S305利用方程12得到在繼電器安裝點(diǎn)的電壓方程VSa=p[ZL1ISa+(ZL0-ZL1)IS0]+pZmIS0DTS+Rf3IS0DSa0]]>……方程12在步驟S306，將與每一電流分布系數(shù)對(duì)應(yīng)的數(shù)值代入根據(jù)方程12建立的電壓方程。然后，利用方程13表達(dá)在繼電器安裝點(diǎn)的電壓方程VSa=p[ZL1ISa+(ZL0-ZL1)IS0]+pZmIS0pCST+DSTpAST+BST+3RfIS0ASa0pBSa0+CSa0]]>……方程13其中，由于在方程4和5中pAST+BST＝pBSa0+CSa0，它們被當(dāng)作一共同的分母對(duì)待。因此，利用方程14將在繼電器安裝點(diǎn)的電壓表達(dá)成VSa=p[ZL1ISa+(ZL0-ZL1)IS0]+[pZmIS0(pCST+DST)+3RfIS0ASa0]pBSa0+CSa0]]>……方程14在步驟S307，代換該公式的每一系數(shù)并關(guān)于故障距離p進(jìn)行整理，以得到15方程(a1+jb1)p2+(a2+jb2)p+(a3+jb3)+(a4+jb4)Rf＝0……方程15其中a1+jb1＝[ZL1ISa+(ZL0-ZL1)IS0]BSa0+ZmIS0CSTa2+jb2＝[ZL1ISa+(ZL0-ZL1)IS0]CSa0+ZmIS0DST-VSaBSaOa3+jb3＝-VSaCSa0a4+jb4＝3IS0ASa0其中，在步驟S308，分解由實(shí)數(shù)部分和虛數(shù)部分組成的方程15，以便得到方程16a1p2+a2P+a3+a4Rf＝0b1p2+b2p+b3+b4Rf＝0……方程16在步驟S309，在消去故障電阻Rf以后通過利用的方程17(二次方程)中的二次式，得到故障距離p(a1-b1a4b4)p2+(a2-b2a4b4)p(a3-b3a4b4)=0]]>……方程17在步驟S310和步驟S311，由方程17得到兩個(gè)根，其中由于將總的線路長(zhǎng)度設(shè)為1，因此，故障距離p為數(shù)值0到1。
同時(shí)，參照?qǐng)D7中所示的一條線路接地故障的電路，介紹在一條線路接地故障的情況下的故障定位方法。
由于流動(dòng)到故障點(diǎn)的零、正和負(fù)相序電流是相同的，該電流可以按照方程18利用在繼電器安裝點(diǎn)的電流和電流分布系數(shù)表達(dá)。
在圖8的所示系統(tǒng)中，利用方程18，在一條線路接地故障的情況下流動(dòng)到故障點(diǎn)的電流表示為零、正和負(fù)相序If0＝If1＝If2……方程18借助于在繼電器安裝點(diǎn)的電流和電流分布系數(shù)，方程18可以用方程19表達(dá)ISa0DSa0=ISa1DSa1=ISa2DSa2]]>……方程19在方程19中，如果演變零相序?qū)φ嘈?、零相序?qū)ω?fù)相序和正相序?qū)ω?fù)相序的關(guān)系表達(dá)式，各關(guān)系表達(dá)式以從繼電器安裝點(diǎn)到故障點(diǎn)的距離p的函數(shù)表達(dá)(下文將稱為故障距離p)。
這里，如果整理關(guān)于p的零相序和零相序電流分布系數(shù)的關(guān)系表達(dá)式，根據(jù)方程14得到故障距離p。
ISa0DSa1＝ISa1DSa0……方程20，以及p=ASa1ISa1CSa0-ASa0ISa0CSa1ASa0ISa0BSa1-ASa1ISa1BSa0]]>……方程21接著，如果正相序阻抗和負(fù)相序阻抗相同，利用方程21得到在零相序和零相序電流分布系數(shù)的關(guān)系表達(dá)式中的故障距離p。
最后，整理關(guān)于故障距離p的正相序和負(fù)相序的關(guān)系表達(dá)式，以得到方程22p=ASa1ISa1CSa2-ASa2ISa2CSa1ASa2ISa2BSa1-ASa1ISa1BSa2=(ASa1CSa1)(ISa1-ISa2)(ASa1BSa1)(ISa2-ISa1)]]>……方程22這里，如果正相序阻抗和負(fù)相序阻抗相同，在方程10中的正相序電流分布系數(shù)和負(fù)相序電流分布系數(shù)相同，則電流相同，使得故障距離p不能按方程22定義。換句話說，不能使用正相序和負(fù)相序電流分布系數(shù)的關(guān)系表達(dá)式。
接著，在一條線路發(fā)生接地故障的情況下利用故障定位方法2中的正相序，方程變?yōu)槿缦略诶谜嘈螂娏骱驼嘈螂娏鞣植枷禂?shù)時(shí)，建立如方程23的在繼電器安裝點(diǎn)的電壓方程VSa＝p[ZL1ISa+(ZL0-ZL1)IS0]+pZmIT0+RfIf……方程23其中，由于流動(dòng)到故障點(diǎn)的非故障線路的電流If和零相序電流IT0不是已知的，因此，利用在繼電器安裝點(diǎn)的零相序電流和零相序電流分布系數(shù)。此外，由于If可以利用零、正和負(fù)相序電流表達(dá)，應(yīng)用If以便根據(jù)方程23得到3個(gè)方程。
此外，根據(jù)上述方程23，利用方程24表達(dá)正相序電流和正相序電流分布系數(shù)VSa=p[ZL1ISa+(ZL0-ZL1)IS0]</P></P>+pZmIS0DTS+Rf2IS1DSa1]]>……方程24參照?qǐng)D5A到5C中所示的電路，由于故障電流If是從故障后的電路產(chǎn)生的，IS1是純正相故障電流，消去了方程24中的故障前電路中的負(fù)載電流。
因此，代換每個(gè)系數(shù)并整理關(guān)于故障距離p的各關(guān)系表達(dá)式，以便得到作為三次方程的方程25(a3+jb3)p3+(a2+jb2)p2+[a1+jb1+(c1+jd1)Rf]p+[a0+jb0+(c0+jd0)Rf]＝0……方程25
其中a3+jb3＝IZL1BSa1AST+IS0ZmBSa1CSTa2+jb2＝IZL1BSa1BST+IZL1CSa1AST-VSaBSa1AST+IS0ZmBSa1DST+IS0ZmCSa1CSTa1+jb1＝IZL1CSa1BST-VSaBSa1BST-VSaCSa1AST+IS0ZmCSa1DSTa0+jb0＝-VSaCSa1BSTc1+jd1＝3IS1ASa1ASTC0+jd0＝3IS1ASa1CSTI=ISa+(ZL0-ZL1)ZL1IS0]]>將方程25分為實(shí)數(shù)部分和虛數(shù)部分，以便得到作為兩個(gè)三次方程的方程26a3p3+a2p2+(a1+c1Rf)p+(a0+c0Rf)＝0b3p3+b2p2+(b1+d1Rf)p+(b0+d0Rf)＝0……方程26這里，消去故障電阻Rf，以便得到關(guān)于故障距離p作為雙二次方程的方程27p4+k1P3+k2P2+k3P3+k4＝0……方程27其中k1＝(a2d1-b2c1+a3d0-b3+b0c0)/(a3d1-b3c1)k2＝(a1b1-b1c1+a2d2-b2c0)/(a3d1-b3c1)k3＝(a0d1-b0c1+a1d0-b1c0)/(a3d1-b3c1)，k4＝(a0d0-b0c0)/(a3d1-b3c1)這里，通過利用方程26中的牛頓-拉弗森迭代計(jì)算，通過利用方程27中的雙二次方程的二次式得到故障距離p。
換句話說，通過利用該二次式將方程27中的雙二次方程整理為關(guān)于故障距離的二次方程，以便計(jì)算故障距離。
下面參照?qǐng)D8介紹接地故障的故障定位方法3。
參照?qǐng)D5A到5C，在繼電器安裝點(diǎn)的電流是純故障電流ISaf與負(fù)載電流ISaL的和。它們利用方程28表達(dá)ISa＝ISaf+ISaL……方程28將方程28代入到在繼電器安裝點(diǎn)的電壓方程11，以便得到方程29VSa＝p[ZL1(ISaf+ISaL)+(ZL0-ZL1)IS0]+pZmIT0+RfIf……方程29這里，方程29的兩側(cè)均除以ISaf以便得到方程30VSaISaf=p[ZL1(1+ISaLISaf)+(ZL0-ZL1)IS0ISaf]+pZmIT0ISaf+RfIfISaf]]>……方程30這里，在繼電器安裝點(diǎn)的純故障電流ISaf是零、正和負(fù)相序電流的和，并利用流動(dòng)到故障點(diǎn)的電流以及正相序和負(fù)相序電流分布系數(shù)表示，以便得到方程31和方程32ISaf＝IS0+IS1+IS2……方程31，以及ISaf＝(DSa0If0+DSa1If1+DSa2If2)＝(DSa0+2DSa1)If1……方程32通過方程31和方程32按方程33得到新的電流分布系數(shù)，DSa=ISafIf1=(DSa0+2DSa1)=pBSa+CSaASa]]>……方程33其中ASa＝ASa0ASa1，BSa＝BSa0ASa1+2ASa0BSa1，andCSa＝CSa0ASa1+2ASa0CSa1同時(shí)，方程3、5和33方程用于派生方程34、35方程和方程36IS0ISaf=ASaASa0pBSa0+CSa0pBSa+CSa]]>……方程34IT0ISaf=ASaASc0pBSc0+CSc0pBSa+CSa]]>……方程35 將方程34、35方程和方程36代入方程30并關(guān)于故障距離p整理，以便得到關(guān)于故障距離p的作為二次方程的方程37(x1+jy1)p2+(x2+jy2)p+(x3+jy3)+(x4+jy4)Rf＝0……方程37其中x1+jy1=ZL1(1+ISaLISaf)BSa+(ZL0-ZL1)ASaASa0BSa0+ZmASaASc0BSc0]]>x2+jy2=ZL1(1+ISaLISaf)CSa+(ZL0-ZL1)ASaASa0CSa0+ZmASaASc0CSc0]]>-VSaISafBSa]]>x3+y3=-VSaISafCSa]]>x4+y4＝3ASa在將方程37分為實(shí)數(shù)部分和虛數(shù)部分之后，消去故障電阻Rf以便得到方程38x1P2+x2p+x3+x4Rf＝0y1p2+y2p+y3+y4Rf＝0＞……方程38其中，通過利用的二次方程(方程39)的二次式得到故障距離p(x1-y1x4y4)p2+(x2-y2x4y4)p+(x3-y3x4y4)=0]]>……方程39
圖9是用于表示根據(jù)本發(fā)明的雙輸電線上或三輸電線發(fā)生短路時(shí)的系統(tǒng)的電路示意圖。
這里，為了在并行雙輸電線上發(fā)生一條線路接地故障或線間短路以及兩條線路接地故障時(shí)正確故障定位，考慮在故障點(diǎn)的故障電阻演變?cè)摲匠蹋磁c接地故障相同的方式從關(guān)系表達(dá)式中消去故障電阻，以便消除故障電阻的影響。
因此，在步驟S322根據(jù)在圖5B中公開的故障定位算法和在圖8中公開的線間短路故障電路得到故障后的電壓方程，即方程40VSab＝VSa-VSb＝VSaf-VSbf+VSaL-VSbL+Vfa-Vfb＝(VS0+VS1+VS2)-(VS0+a2VS1+aVS2)+VSaL-VSbL+(Vf0+Vf1+Vf2)-(Vf0+a2Vf1+aVf2)＝(1-a2)VS1+(1-a)VS2+VSaL-VSbL+(1-a2)Vf1+(1-a)Vf2……方程40其中，VSaf，VSaf是從繼電器安裝點(diǎn)至故障點(diǎn)的故障后的a相和b相電壓，VSaL，VSaL是從繼電器安裝點(diǎn)至故障點(diǎn)的故障前的a相和b相電壓，以及Vfa，Vfb是在故障點(diǎn)的故障后的a相和b相電壓。
然后，在步驟S323，根據(jù)推出的電壓方程(方程41)得到從繼電器安裝點(diǎn)和故障點(diǎn)的對(duì)稱電壓VS0＝pZL0IS0，VS1＝pZL1IS1，VS2＝pZL2IS2Vf0＝pRfIf0，Vf1＝RfIf1Vf2＝RfIf2……方程41在步驟S324，如果將對(duì)稱電壓代入到電壓方程，或參照方程3，或零相序電流分布系數(shù)方程、方程8或正相序電流分布系數(shù)方程和方程9或負(fù)相序電流分布系數(shù)方程，得到如下的相互關(guān)系If0＝IS0/DSa0，If1＝IS1/DSa1，If2＝IS2/DSa2如果將這些電流分布系數(shù)代入到方程40并整理，利用方程42得到電壓VSabVSab=pZL1(ISa-ISb)+Rf(ISaf-ISbf)DSa1]]>……方程42在步驟S325和步驟S326，如果將正相序電流分布系數(shù)DSa1代入到方程42并整理，利用方程43得到電壓VSabVSab=pZL1(ISa-ISb)+RfASa1(ISaf-ISbf)pBSa1+CSa1]]>……方程43在步驟S327，關(guān)于故障距離p整理上述數(shù)值，得到方程44(m1+jn1)p2+(m2+jn2)p+(m3+jn3)+(m4+jn4)Rf＝0……方程44其中，m1+jn1＝ZL1(ISa-ISb)BSa1，m2+jn2＝ZL1(ISa-ISb)CSa1-VSabBSa1，m3+jn3＝-VSabCSa1，andm4+jn4＝(ISaf-ISbf)ASa1在步驟S328，如果將方程44分為實(shí)數(shù)部分和虛數(shù)部分，以及在步驟S329和步驟S330消去故障電阻Rf，在步驟S331在方程45和方程46中可以看出的，可以從二次方程的二次式得到故障距離pm1p2+m2p+m3+m4Rf＝0n1p2+n2p+n3+n4Rf＝0……方程45，以及(m1-n1m4n4)p2+(m2-n2m4n4)p+(m3-n3m4n4)=0]]>……方程46圖10是用于說明根據(jù)本發(fā)明的在并行雙輸電線運(yùn)行期間發(fā)生兩條輸電線接地短路和三相短路時(shí)故障定位方法的電路示意圖。
從圖9中所示兩條輸電線接地故障電路得到作為電壓方程的方程47VSa-VSb＝VSaf-VSbf+VSaL-VSbL+Vfa-Vfb+Vma-Vmb……方程47
其中，Vma，Vmb是非故障線路的零相序電壓，Vfa是從故障點(diǎn)到地的a相電壓，以及Vfb是從故障點(diǎn)到地的b相電壓。
由于非故障線路的零相序電壓Vma＝Vmb，方程47可以利用方程48表達(dá)VSa-VSb＝VSaf-VSbf+VSaL-VSbL+Vfa-Vfb……方程48這里，如由方程48和方程40可以看出的，兩線接地故障時(shí)在繼電器安裝點(diǎn)的電壓方程具有與線間短路相同的形式，可以通過與在線間短路的故障定位相同的演變得到故障距離p。
根據(jù)本發(fā)明如由上面討論的，在輸電線上發(fā)生故障時(shí)，可以計(jì)算為預(yù)測(cè)非故障線路的零相序電流可使用的故障電電流和電流分布系數(shù)，該非故障線路的零相序電流是正確定位故障所需要的，以及因此通過這一電流分布系數(shù)可以正確定位從繼電器安裝點(diǎn)到故障點(diǎn)的正確距離。本發(fā)明的故障定位方法不受背景系統(tǒng)的電源阻抗變化的影響。此外，通過根據(jù)故障定位算法演變關(guān)系表達(dá)式消去故障電阻，使得可以完全排除故障點(diǎn)電阻的影響，因此可以計(jì)算正確的故障距離。
雖然參照本發(fā)明的一些優(yōu)選實(shí)施例介紹了本發(fā)明，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)理解，在不脫離由所提出的權(quán)利要求限定的本發(fā)明的構(gòu)思和范圍的情況下可以進(jìn)行各種改進(jìn)和變化。
權(quán)利要求
1.一種并行雙輸電線故障定位方法，包含的步驟有將輸電線上三相電壓和電流信號(hào)數(shù)值轉(zhuǎn)換為小信號(hào)；匯集和存儲(chǔ)經(jīng)轉(zhuǎn)換的電壓和電流數(shù)值作為數(shù)據(jù)；將存儲(chǔ)的電壓和電流數(shù)據(jù)與預(yù)先設(shè)置的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，以判斷輸電線上的故障和故障類型；響應(yīng)于比較步驟如果輸電線上有故障，則分離和獲取故障后和前的電壓和電流數(shù)據(jù)；按照預(yù)設(shè)置的起動(dòng)模式根據(jù)獲取的數(shù)據(jù)執(zhí)行故障定位算法，以得到電流分布系數(shù)，以及通過利用電流分布系數(shù)計(jì)算故障距離和故障點(diǎn)的故障信息；以及存儲(chǔ)所計(jì)算的故障距離和信息并向外部發(fā)送存儲(chǔ)的故障距離和信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的并行雙輸電線故障定位方法，其中，在所述分離和獲取步驟中使用分離和獲取30個(gè)周期的輸電線故障前的電壓和電流數(shù)據(jù)以及60個(gè)周期的故障后的電壓和電流數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的并行雙輸電線故障定位方法，其中，利用對(duì)稱座標(biāo)將電流分布系數(shù)分解為零、正和負(fù)相序電流分布系數(shù)，以便在每一平衡電路中處理以及在故障定位算法中使用該電壓和電流，以便根據(jù)并行雙輸電線故障類型定位故障點(diǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的并行雙輸電線故障定位方法，還可以當(dāng)從保護(hù)繼電器輸入故障發(fā)生信息時(shí)執(zhí)行故障定位算法。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的并行雙輸電線故障定位方法，其中通過鑒別按照輸電線故障類型執(zhí)行故障定位算法，以及在一條線路接地故障的情況下，執(zhí)行如下步驟通過故障后數(shù)據(jù)建立電壓方程和消去非故障線路和另一端中的電流，以便計(jì)算零相序電流分布系數(shù)；通過利用所計(jì)算的零相序電流和零相序電流分布系數(shù)，建立在繼電器安裝點(diǎn)的電壓方程；將電流分布系數(shù)代入己建立的電壓方程并整理關(guān)于故障距離的關(guān)系表達(dá)式，分成為實(shí)數(shù)部分和虛數(shù)部分；以及從分成為實(shí)數(shù)部分和虛數(shù)部分的故障距離的關(guān)系表達(dá)式中消去穩(wěn)態(tài)電阻，并將該關(guān)系表整理為關(guān)于故障距離的二次方程以便計(jì)算故障距離。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的并行雙輸電線故障定位方法，其中通過鑒別按照故障類型執(zhí)行故障定位算法，以及在一條線路接地故障的情況下，執(zhí)行如下步驟通過故障后數(shù)據(jù)建立電壓方程和消去非故障線路和另一端中的電流，以計(jì)算正相序電流分布系數(shù)；通過利用所計(jì)算的正相序電流和正相序電流分布系數(shù)，建立在繼電器安裝點(diǎn)的電壓方程；將電流分布系數(shù)代入己建立的電壓方程并整理關(guān)于故障距離的關(guān)系表達(dá)式，分成為實(shí)數(shù)部分和虛數(shù)部分；以及消去故障電阻，并將整理為關(guān)于故障距離的二次方程，以計(jì)算故障距離。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的并行雙輸電線故障定位方法，其中通過利用二次方程中的二次式計(jì)算故障距離。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的并行雙輸電線故障定位方法，其中通過利用牛頓拉弗森迭代計(jì)算來計(jì)算故障距離。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的并行雙輸電線故障定位方法，其中通過鑒別按照故障類型執(zhí)行故障定位算法，以及在兩條線路接地故障和短路的情況下，執(zhí)行如下步驟通過故障后數(shù)據(jù)建立電壓方程和計(jì)算在繼電器安裝點(diǎn)和故障點(diǎn)的對(duì)稱電壓；將該對(duì)稱電壓代入己建立的電壓方程，以便計(jì)算正相序電流分布系數(shù)；代入所計(jì)算的正相序電流分布系數(shù)，整理關(guān)于故障距離的關(guān)系表達(dá)式，分成為實(shí)數(shù)部分和虛數(shù)部分；以及從分開的關(guān)系表達(dá)式中消去故障電阻，并將該關(guān)系表示式整理為關(guān)于故障距離的二次方程以計(jì)算故障距離。
10.一種并行雙輸電線故障定位裝置，包含用于將輸電線上三相電壓和電流信號(hào)數(shù)值轉(zhuǎn)換為小信號(hào)的部件；用于匯集和存儲(chǔ)經(jīng)轉(zhuǎn)換的電壓和電流數(shù)值作為數(shù)據(jù)的部件；用于將存儲(chǔ)的電壓和電流數(shù)據(jù)與預(yù)先設(shè)置的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，以判斷輸電線上的故障和故障類型的部件；用于響應(yīng)于該比較如果輸電線上有故障，分離和獲取故障后和前的電壓和電流數(shù)據(jù)的部件；用于按照預(yù)設(shè)置的起動(dòng)模式根據(jù)獲取的數(shù)據(jù)執(zhí)行故障定位算法，以得到電流分布系數(shù)，以及用于通過利用電流分布系數(shù)計(jì)算故障距離和故障點(diǎn)的故障信息的部件；以及用于存儲(chǔ)計(jì)算的故障距離和信息并向外部發(fā)送存儲(chǔ)的故障距離和信息的部件。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的并行雙輸電線故障定位裝置，其中所述匯集和存儲(chǔ)部件包含信號(hào)調(diào)節(jié)單元，用于調(diào)節(jié)并行雙輸電線上的三相電壓和電流信號(hào)；低通濾波器，用于從經(jīng)調(diào)節(jié)的電壓和電流信號(hào)中去除高頻分量；A/D轉(zhuǎn)換單元，用于將去除了高頻分量的電壓和電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，以及存儲(chǔ)單元，用于存儲(chǔ)該數(shù)字電壓和電流數(shù)據(jù)。
全文摘要
一種并行雙輸電線故障定位方法和裝置。該方法包含的步驟有:將輸電線上三相電壓和電流信號(hào)數(shù)值轉(zhuǎn)換為小信號(hào);匯集和存儲(chǔ)經(jīng)轉(zhuǎn)換的電壓和電流數(shù)值作為數(shù)據(jù);將該數(shù)據(jù)與預(yù)先設(shè)置的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)比較,以判斷輸電線故障和故障類型;響應(yīng)于比較步驟如輸電線上有故障,則分離和獲取故障后和前的電壓和電流數(shù)據(jù);按照預(yù)設(shè)置的起動(dòng)模式根據(jù)獲取的數(shù)據(jù)執(zhí)行故障定位算法,得到電流分布系數(shù),通過利用電流分布系數(shù)計(jì)算故障距離和故障點(diǎn)的故障信息。
文檔編號(hào)G01R31/08GK1359010SQ01125738
公開日2002年7月17日 申請(qǐng)日期2001年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月30日
發(fā)明者李在京, 李承宰, 姜相熙, 崔勉松 申請(qǐng)人:株式會(huì)社賽爾鮑爾, 李承宰, 姜相熙, 崔勉松