[发明专利]一种同塔双回直流线路新型双端故障测距方法

摘要

本发明涉及一种同塔双回直流线路新型双端故障测距方法，属于电力系统继电保护技术领域。当同塔双回直流线路发生接地故障时，首先，分别对量测端M和量测端N获取电压求取故障分量，并采用相模变换求取线模电压分量；其次，应用贝杰龙传输方程和量测端线模电压分量计算沿线电压变化量；再次求量测端M沿线电压行波和量测端N沿线电流电压变化量乘积的三次方，并于观测时窗内进行积分来构造测距函数；结合测距函数的沿线突变规律及故障电压行波的小波变换模极大值点极性来实现故障测距。本发明针对同塔双回直流线路进行故障定位，其原理简单，毋需标定故障行波波头，且不受故障瞬时性、故障过渡电阻变化等因素的影响，测距结果准确可靠。

主权项

1.一种同塔双回直流线路新型双端故障测距方法，其特征在于：当同塔双回直流线路发生接地故障时，首先，分别对量测端M和量测端N获取电压求取故障分量，并采用相模变换求取线模电压分量；其次，应用贝杰龙传输方程和量测端线模电压分量计算沿线电压变化量；再次求量测端M沿线电压行波和量测端N沿线电压变化量乘积的三次方，并于观测时窗内进行积分来构造测距函数；结合测距函数的沿线突变规律及故障电压行波的小波变换模极大值点极性来实现故障测距；具体步骤为：第一步、当同塔双回直流线路发生接地故障时，在采样率1MHz下，对量测端电压行波信号进行采样，用量测端所获故障极线电压减去故障前的极线电压得到极线电压故障分量：式(1)中，下标ⅠP、ⅠN、ⅡP和ⅡN分别表示Ⅰ回线正极、Ⅰ回线负极、Ⅱ回线正极和Ⅱ回线负极；下标R的取值为M和N，分别表示整流侧量测端M和逆变侧量测端N；下标|0|表示故障发生前；第二步、对步骤(1)的极线电压突变量作解耦变换，得到极线电压突变模量：式(2)中，S‑1为电压解耦矩阵；u′R,0(t)为零模电压；u′R,1(t)、u′R,2(t)和u′R,3(t)为解耦变换得到的三个线模电压；第三步、选取步骤(2)得到的线模分量电压，并利用式(3)计算同塔双回直流线路的沿线电压行波：式(3)中，下标s表示线模分量，取s＝1,2,或3；下标R表示整流侧量测端M或逆变侧量测端N，取R＝M或N；rs,Zc,s,vs分别为s模行波的电阻、波阻抗和波速；x为距量测端的距离；uR(x,Δt)是t时刻距离R端x处的s模沿线电压行波；第四步、将步骤(3)得到的整流侧和逆变侧s模沿线电压行波相乘并求其三次方，最后于时窗长度l/vs进行积分来构造测距函数：式(4)中，L为故障极线的长度；t0为故障初始行波到达量测端R的时刻；第五步、故障位置的获取：对突变点解集x＝[x1,x2,……xn]中，寻找对应距离之和等于故障线长的两个突变点，即满足判据：x+x*＝l x,x*∈[x1,x2,……xn]   (5)满足式(6)的x和x*均含有故障位置的信息；对整流侧量测端R所获故障电压行波进行小波变换，并求取小波变换模极大值，根据x对应的故障位置确定第2个故障行波；若第二个模极大值点的极性与第一个模极大值点的极性相反，则判断故障点位于半线长之内，且故障点为离开量测端M的距离为x处；若第二个模极大值点的极性与第一个模极大值点的极性相同，则判断故障点位于半线长之外，且故障点为离开量测端M的距离为l‑x处。