[发明专利]一种含串补元件的输电线路故障测距方法

摘要

本发明涉及一种含串补元件的输电线路故障测距方法，属于交流输电线路故障测距技术领域。在故障侧内，由量测端电气量和故障边界条件，推导计算出故障点右侧电压和电流，进而推导计算出串补元件左侧电流；同时在非故障侧内，由量测端电气量推导计算出串补元件右侧电流。根据串补元件两侧电流相等这一边界，得出故障定位函数，从而计算出故障距离。本方法对于电阻故障和电弧故障不需要先判断故障类型，采用统一测距原理，能准确对故障定位，可靠性好，计算简单，实用性强。

主权项

1.一种含串补元件的输电线路故障测距方法，其特征在于：在故障侧内，由量测端电气量和故障边界条件，推导计算出故障点右侧电压和电流，进而推导计算出串补元件左侧电流；同时在非故障侧内，由量测端电气量推导计算出串补元件右侧电流；根据串补元件两侧电流相等这一边界，得出故障定位函数，从而计算出故障距离2、根据权利要求1所述的一种含串补元件的输电线路故障测距方法，其特征在于：输电线路故障测距方法的具体步骤如下：（1）当含串补元件输电线路某侧区段发生故障后，量测输电线路两端保护安装处M点、N点电压u_M、u_N电流i_M、i_N，将M端电压u_M、电流i_M代入沿线电压、电流分布表达式计算出故障点的电压和故障点左侧电流，再分别根据不同故障的边界条件计算出故障点右侧电流：（1.1）对于电阻接地故障，可推导计算出故障点右侧电流为：(1)其中：为故障点右侧电流,为故障点左侧电流,为故障过渡电阻；（1.2）对于电弧接地故障，电弧接地故障的边界条件为：；                          (2)(3)其中，为B相电流，为C相电流，为A相故障点右侧电流，为A相故障点左侧电流，为故障点电压，为电弧电压；此时故障点右侧电流为：(4)（2）再将、代入沿线电流公式，计算得到串补元件左侧P₁处的电流：;                 (5)其中：;                   (6);                   (7);                          (8)(9)其中，r、、v分别是线路的单位长度电阻、特征阻抗、波速度，l₁为线路全长；同理将N端电压u_N、电流i_N代入沿线电流公式计算出串补元件右侧P₂处的电流；根据串补元件两侧电流相等这一边界，即：(10)所以得出故障定位判据为:(11)（3）根据故障定位判据计算出故障距离；（3.1）对于电阻故障，存在两个未知数，即故障距离x_f和过渡电阻R_f ；（3.2）而对于电弧故障，存在三个未知数，即故障距离x_f和过渡电阻R_f 以及电弧电压u_arc；为了便于计算把电阻故障看成u_arc=0的电弧故障，因此计算时构造定位函数如下: (12)对于这个最优化问题中，含有三个变量即故障距离x_f 、过渡电阻 R_f、电弧电压u_arc，其约束条件是：0<x_f < l;                                   (13)其中：l为线路全长。