[发明专利]利用双曲正切函数相位特性实现线路相间故障单端测距方法

摘要

本发明公开了一种利用双曲正切函数相位特性实现线路相间故障单端测距方法。本发明方法首先采用分布参数建模，计算输电线路相间短路故障点处的双曲正切函数，然后根据双曲正切函数相角在输电线路相间短路故障点前后发生唯一一次由(‑60°，‑90°)范围内突变进入(60°，90°)范围内的相位特性实现输电线路相间短路故障的单端测距，消除了过渡电阻和负荷电流对单端测距精度的影响，具有很高的测距精度。本发明方法物理模型采用分布参数模型，具有天然的抗分布电容电流影响的能力，适用于高压/超高压/特高压输电线路。本发明方法是一种搜索式的方法，不存在解方程法的伪根问题和迭代法的不收敛问题，具有很强的实用性。

主权项

1.利用双曲正切函数相位特性实现线路相间故障单端测距方法，其特征在于，包括如下依序步骤：(1)保护装置测量输电线路保护安装处的故障相间电压故障相间电流和故障相间负序电流其中，φφ为故障相别，φφ＝AB、BC、CA相；(2)保护装置计算输电线路相间短路故障点处的双曲正切函数th(γ1lf)：其中，φφ＝AB、BC、CA相；l_set为输电线路保护整定范围，取0.85倍输电线路长度；γ₁为输电线路正序传播系数；Z_c1为输电线路正序波阻抗；为的实部；为的实部；为的实部；α＝Arg(th(γ₁l_set))；j为复数算子；l_f为相间短路故障点距输电线路保护安装处的故障距离；ch(γ₁l_set)为γ₁l_set的双曲余弦函数；th(γ₁l_f)为γ₁l_f的双曲正切函数；th(γ₁l_set)为γ₁l_set的双曲正切函数；(3)选取故障距离初始值为lx，以步长Δl递增，依次计算输电线路上每一点处的th(γ1lx)‑th(γ1lf)的相角Arg(th(γ1lx)‑th(γ1lf))，直至输电线路全长；其中，固定步长Δl取0.001l，l为输电线路长度；th(γ1lx)为γ1lx的双曲正切函数；(4)选取输电线路上某一lx点处的Arg(th(γ1lx)‑th(γ1lf))落在(60°，90°)范围内且其相邻上一个lx‑Δl点处的Arg(th(γ1(lx‑Δl))‑th(γ1lf))落在(‑60°，‑90°)范围内，则这两个点的中间位置即为输电线路相间短路故障点；其中，th(γ1(lx‑Δl))为γ1(lx‑Δl)的双曲正切函数。