專利名稱：：用于兩終端電力傳輸或配電線路中故障定位的方法和設備的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及用于在兩終端電力傳輸或配電線路中定位故障的方法和設備。
背景技術：
：電力傳輸線路從發(fā)電源向用戶輸送電力。電力傳輸線路通常是高壓線路，并且通常在被分配到諸如家庭、工廠、辦公樓等的單個電力用戶之前，所述電壓在變電站被轉變成低壓。在很多變電站，安裝有保護繼電器。線路中故障的探測包括測量關鍵系統(tǒng)參數，并且當故障發(fā)生時，快速地做出對故障位置和故障某些特性的初略估計，從而使得故障線路能夠被盡快地從電網中隔離。當通常由于外部原因導致電流偏離沿著傳輸線路的正常路徑時，傳輸線路發(fā)生故障。故障的主要類型和產生原因是由設計缺陷、制造缺陷、不當安裝以及絕緣老化導致的絕緣故障；由雷電浪涌、操作浪涌以及動態(tài)過電壓導致的電氣故障；由風、雪、水、污染物、樹木以及動物導致的機械故障；和由過電流和過電壓情況導致的熱故障。傳輸線路可以包括三相線路；然而，傳輸線路還可以包括單相、或其它lt目的相。現有技術W右i古夫相0的問題，其中兩終端線路意味著在線路的兩端的每一個上都》文置一個終端。在M.Kezunovic和B.Perunicic的文章(IEEE電力系統(tǒng)匯刊(IEEEtrans,onPowerSystems),1996年，第11期，第441-447頁，"使用在兩端同步采樣的自動化傳輸線故障分析"(Automatedtransmissionlinefaultanalysisusingsynchronizedsamplingattwoends))中,考慮使用來自線路的兩終端的三相電流和電壓的完全測量用于故障定位。^f叚定這些測量是同步的，即，具有共同的時間基準。下文中，短語"完全測量"描述的是這樣的事實，即傳輸或配電線路中所有相的和兩端的電流和電壓均被測量并且可用作一組完全的測量。類似的，在N0V0SELD.的專利(1995年3月10日的美國專利No.5,455,776"自動故障定位系統(tǒng)，，(automaticfaultlocationsystem))中，在D.Novosel,D.G.Hart,E.Udren和J.GarittyJ的文章(IEEE電力傳輸匯刊1996年第一期第11巻130-138頁，題為"不同步的兩終端故障定位估計，，("Unsynchronizedtwo-terminalfaultlocationestimation"IEEETrans,onPowerDelivery,vol.11，pp.130-138,No.1,1996))中，以及在GirgisA.A.,HartD.G.,PetersonW丄的文章(電力傳輸匯刊1992年1月第7巻第1期，98-107頁，"一種新的用于兩和三終端線^^的故障定位技術'，("Anewfaultlocationtechniquefortwo-andthree-terminallines",IEEETrans.PowerDelivery,Vol.7,No.1,卯.98-107，January1992.))中均考慮了這種兩終端完全測量的可行性。然而，這種測量被認為是異步獲取的。為了保證從線路兩端測量的共同的時間基準，在計算到故障的距離之前，先確定同步角。在TziouvarasD.A.，RobertsJ.，BenmmouyalG.的文章(1999年10月11-15日在意大利佛洛倫薩舉行的國際大電網研究委員會第34會議的優(yōu)先主題2-故障定位和系統(tǒng)恢復的論文213:"用于兩或三終端線路的新的多端故障定位設計'，("Newmulti-endedfaultlocationdesignfortwo-orthree-terminallines"CIGRE-StudyCommittee34ColloquiumandMeeting,PreferentialSubject2-FaultLocationandSystemRestoration,Paper213,11-15.10.1999,Florence,Italy.))和在RobertsJ.B.,BenmouyalG.，TziouvarasD.A.的專利(2001年7月3日、題為"多端故障定位系統(tǒng)"的美國專利號No.US6,256,592Bl("Multi-endedfaultlocationsystem",UnitedStatesPatent,No.:US6,256,592Bl,Jul.3，2001.))中也考慮了兩終端不同步的完全測量。完全測量是由安裝在終端上的數字繼電器完成的。然而，為了限制必須由通信信道發(fā)送的信息的量，遠程繼電器發(fā)送下面的最小量信息負序電流的大小值，負序源阻抗的大小和角度值。因此，來自以上現有技術^^開文件中的方法是基于完全兩端測量，而本發(fā)明采用不完全的兩端測量，即，電流來自兩端而電壓只來自一端。這種類型的測量可以根據電壓(V)或電流(I)被測量的終端數量，簡化為(2xV+lxI)。關于不完全兩端測量的^^用，這種方法已經在I.Zamora、J.F.Minambres、A.LMazon、R.Alvarez-Isasi和J.Lazaro的文章(英國電氣工程師學會志.發(fā)電、輸電與配電，1996年，第143巻1-6頁No.1，"基于電壓的兩終端傳輸線路故障定位"("Faultlocationontwo-terminaltransmissionlinesbasedonvoltages",IEEProc.Gener.Transm.Distrib.,vol.143,pp.1-6,No.1,1996.)),在Suk咖arM.Brahma和AdlyA.Girgis的文章(2004年10月No.4的IEEE電力輸送匯刊第19巻1619-1622頁的題為"在傳輸線路上采用同步電壓測量的故障定位"("FaultLocationonaTransmissionLineUsingSynchronizedVoltageMeasurements",IEEETransactionsonPowerDelivery,VOL.19，No.4，October2004，pp.1619-1622))中考慮。在這些參考中，因為只采用了兩個終端中同步的電壓而沒有使用電流(2xV)，所以提出了采用不完全測量的用于兩終端傳輸線路的故障定位器。還有另一個在兩終端線3各上的測量的有限應用在M.M.SahaJ.Izykowski和E.Rosolowski的文章(2004年、阿姆斯特丹，電力系統(tǒng)保護工藝的發(fā)展，第172-175頁，題為"對變流器飽和免疫的故障定位兩端方法"("Atwo-endmethodoffaultlocationimmunetosaturationofcurrenttransformers",DevelopmentsinPowerSystemProtectionProceedings,Amsterdam,pp.172—175，2004)中考慮，其中該故障定位方法使用來自兩端的電壓和只來自一個終端的電流(2xV+lxI)。該方法保證故障定位對于變流器(CT)飽和的完全免疫，這種飽和主要可以發(fā)生在線路的一側。因此，上述參考文獻中的采用(2xV)或(2xV+lxI)類型的不完全測量與本發(fā)明所采用的(2xI+lxV)類型的測量不同。在L.Eriksson,M.M.Saha和G.D.Rockefeller的文章(發(fā)表于IEEE電力設備和系統(tǒng)匯刊，題為"具有對由遠端饋入導致的故障電阻中的表觀電抗的^卜4嘗的津會確古丈障定^f立器"("Anaccuratefaultlocatorwithcompensationforapparentreactanceinthefaultresistanceresultingfromremote—endinfeed",IEEETrans.PowerApparatusandSystems,vol.PAS-104,No.2，pp.424-436，February1985))和SahaM.M.的專利(1985年12月17日的題為"用于在三相電力傳輸線路上定位故障點的方法和設備"的US4,559，491("Methodanddeviceforlocatingafaultpointonathree-phasepowertransmissionline",US4,559,491，Dec17，1985))中，描述了一種純單端故障定位器，其通過考慮故障電流分布因數確定跨越故障路徑的電壓降。然而，需要知道源阻抗的典型值。在這些文件中，通過使用故障電流分布因數估計總的故障電流。相反，在本發(fā)明中并不估計總的故障電流，而是通過在兩個線路終端所測的電流計算得到的。因此，當計算到故障的距離時，不需要知道關于源的阻抗。
發(fā)明內容本發(fā)明的目的是建立一種用于在兩終端電力傳輸或配電線路中使用兩個終端的相電流的同步測量來定位故障的改進的、簡單并且可靠的方法和設備。該目的是通過根據權利要求1的方法和根據權利要求6的設備實現的。自兩個線路終端的三相電流和只來自線路終端之一的三相電壓作為輸入信號。附加的輸入信號是線路的傳輸參數和故障類型?；谶@些輸入信號確定到故障的距離并輸出到輸出接口。因此，用于定位故障的設備，也稱為故障定位器，裝備有處理單元，根據本發(fā)明，該處理單元處理來自線路兩端的三相電流、來自線路終端之一的三相電壓、線路的傳輸參數和故障類型，用以確定到故障的距離。該處理單元輸出到故障的距離至輸出接口，從該輸出接口處到故障的距離被傳輸到顯示器、數據存儲單元或外部數據網絡。線路兩端所提供的電流信號被認為是被同步的。在不滿足該條件的情況下，可以使用已知的算法確定同步角。本發(fā)明的主要優(yōu)點是，由于只需要線路一端的相電壓來確定故障位置，設備連接在線路一端，且在正常工作模式中，向其提供來自其自己一端(也稱為本地端或本地終端)的電流和來自線路另一端的電流，因此即使發(fā)生不允許來自線路其它端的進一步數據通信的故障，也可以使用該設備確定故障的位置。根據本發(fā)明的方法只需要有可能接收到來自本地端的相電壓即可。特別地，本發(fā)明允許擴展電流差動繼電器的功能，出于保護的目的，該電流差動繼電器通常放置在線路的一端。在正常工作模式期間，提供給電流電流。目前，可以為電流差動繼電器補充離線能力，以用于精確的定位故障。根據本發(fā)明的故障定位方法歸類為基于阻抗的方法，并且它被方程化為一種算法，該算法使用測得的量的對稱分量的相量。在進一步的推導中，可認為線路的參數和被處理單元處理的電流和電壓相量是對額定角頻率^(單位為1/s)確定的。對于相序列a、b、c，所有處理信號的對稱分量被確定。本發(fā)明提出故障定位算法的兩種形式。故障定位算法的第一或基本版本采用所謂的電力線路的集總模型，不考慮分路參數。由于使用這種模型和通用故障回路模型，可以得到非常簡單的到故障的距離的一階方程。為了對故障定位提供盡可能的最高精度，采用來自兩端電流的可用測量的總故障電流(即流過故障電阻的電流)的最優(yōu)確定。為了確定總故障電流，正序、負序和零序電流分量與特定的系數相乘，其中系數的值取決于電流故障類型。下文中，這些系數稱為分攤系數。為了提高長距離線路情況下(例如長度超過150km)的故障定位精度，已經推導出故障定位算法的第二版本或擴展版本。為了這個目的，采用了所謂線路的分布參數模型。當確定跨越故障線路部分的電壓降以及還用于確定跨越故障路徑電阻的電壓降時，精確的應用這種模型。因為在這種情況下，跨越故障電阻確定的電壓降涉及線路的阻抗參數或導納參數，分攤系數的值與用在該算法的第一版本的那些分攤系數值不同。就是說，為了避免關于線路的零序數據的不確定性的負面影響，零序分量;^皮消除。除此以外，故障定位算法的第二形式為非線性方程的形式。與利用已知的數值方法來解決這個問題不同，本發(fā)明提出簡單迭代計算，該簡單迭代計算基于使用故障線路、但是說明電力線路的分布性質的簡化模型。為了更好的理解本發(fā)明，參照附圖進行說明。圖1示出包括差動繼電器和故障定位器的兩終端傳輸線路。圖2示出傳輸線路對于正序的等效電路圖。圖3示出傳輸線路對于負序的等效電路圖。圖4示出傳輸線路對于零序的等效電路圖。圖5示出傳輸線路對于正序的分布參數模型。圖6示出傳輸線路對于負序的分布參數模型。圖7示出傳輸線路對于零序的分布參數模型。圖8示出傳輸線路對于正序的簡化分布參數模型。圖9示出傳輸線路對于負序的簡化分布參數模型。圖IO示出傳輸線路對于零序的簡化分布參數模型。圖11示出用于在傳輸線路中定位故障的方法的步驟的流程圖。具體實施例方式圖1示出了兩終端線路的布置，可以認為其受到安裝在線路兩端的電流差動保護繼電器DIFFRELa和DIFFRELb的保護。這里不討-論線路保護的其他類型。線路的終端標記為A和B。故障點標示為F。在分站A的差動繼電器DIFFRELA中包含有故障定位器FL。向該繼電器DIFFRELA供以本地三相瞬時電流，經過數字化后，該三相瞬時電流被轉換成三相電流相量丄A,丄A—b和丄Ae。除此之外，該繼電器DIFFRELA經通信信道^^收線路遠端或其它端，即分站B的三相電流相量Xfi^，XB—b和丄B—c。這里，這些相量被認為是同步測量的，這是執(zhí)行線路的電流差動保護所需要的。此外，相故障定位器FL提供本地三相電壓，經過數字化后，該本地三相電壓被轉換成三相電壓相量YA—a，Yaj和Ya—c。該電壓相量YA_a,YA_b和Ya_c也被認為是與本地電流相量丄A—a,丄、b和丄A—c同步測量的。該故障定位器和故障定位算法采用下面的相量的測量值Ia代表來自A側的特定相a,b,c的三相電流Li一a，lA一b,Ia_c,Ya代表來自A側的特定相a,b，c的三相電壓YA—a,Ya—b,YA_e，以及Ib代表來自B側的特定相a，b,c的三相電流Ib—a,lB一b，Ib—c。除了上面列出的輸入信號外，故障定位算法還需要下面的參數以線路的阻抗或導納數據形式的線路的傳輸參數可以合并到該故障定位方法。故障定位算法-線路的集總參數模型的使用圖2、圖3、圖4分別公開傳輸線路對于正序、負序和零序的等效電路圖。在此推導階段，不考慮線路的分布參數特性并且忽略線路的分路參數。通用故障回路模型被用于推導故障定位程序。這是具有基于故障類型的系數的單一方程，因此覆蓋了不同故障類型Yap-必hIap-RfL^0(1)其中d是以pu為單位給出的從終端A算起的到故障F的距離，Rf是故障屯阻，YAf且lYM+i2YA2+勘YA()(2)是從終端A所看的故障回路電壓，其具有對稱的電壓分量YM,Ya2和Yao，其中下標l、下標2和下標0分別表示正序、負序和零序電壓分量，(2)』L(3)是從終端A所看的故障回路電流，其具有對稱的電流分量XA!、Xa2和Xa0,(3)且P§2、§0,是根據故障類型的加權系數，在表1中概述，ZlL=RlL+jX1L是整個線路分別對于正序或負序的阻抗，Z0L二R()L+jX()L是整個線路對于零序的阻抗，以及If是流經故障電阻的總故障電流。下面介紹總故障電流If的確定。表l.用于構成如方程(2)和(3)所限定的故障回路信號的加權系<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>在方程(1)中存在兩個未知量到故障的距離d和故障電阻RF。將方程(1)分解成實部和虛部得到<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>(4)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>(5)在消去故障電阻Rp以后，可以獲得到故障的距離d的下面形式的解<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>(6)利用方程(6)確定到故障的距離d后，可以計算故障電阻Rp:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>(7)方程(6)中的項^a/(^,X^)和^ag(^j^)也可以表示為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>(8a)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>(8B)其中，考慮到線路的正序阻抗等于<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>因此，方程(6)變?yōu)?lt;formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>(9)確定總故障電流IF提出使用下面方程形式的通用故障模型來確定總的故障電流IF:i產生Fl丄Fl+生F2工F2+且F0丄F。(10)其中1工n,iF。是總故障電流的對稱分量，下標l、下標2和下標0分別表示正序、負序和零序，并且生n，in,生F。是基于故障類型的分攤系數。該總故障電流IF的特定序的分量IF1，iF2和IF。是由來自線路終端A和B的電流的各自的序分量的總和確定的。在下面給出的方程右手邊，第一下標A或B表示終端，而第二下標l,2或O再次表示各自的序分量<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>(11)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>(12)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>(13)可選的，總故障電流If的正序分量In可以使用疊加的增加的正序電流A/^和A/S1確定，其中增加是指相應的故障后的值與故障前的值的差值<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>(14)已知根據方程(11)來自線路終端的正序電流1m和lei用于根據方程(10)確定總的故障電流"的使用受故障前負載流量的影響。因此，在這種使用正序電流的情況下，故障定位的精確度惡化，如果具有高故障電阻，惡化尤其嚴重。相反，使用負序和零序分量以及疊加的正序分量對于保證故障定位的高精確度是有利的。故障定位算法-線路的分布參數模型的使用線路的傳輸參數進一步地，考慮到在現實生活的傳輸線路中，正序和負序參數是相同的。即使正序和負序的阻抗具有相同的值，但在所考慮的電路圖中它們也通過不同的下標來區(qū)別，l為正序而2為負序。在進一步的考慮中，使用傳輸線路的以下傳輸參數是線路對于正序的傳播常數，是線路對于負序的傳播常數，<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>是線路對于零序的傳播常數，<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>是線路對于正序的特征阻抗，<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>是線路對于負序的特征阻抗，<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>是線路對于零序的特征阻抗，111—尺iL"H碼^l是以/km為單位的線路對于正序的阻抗，ll=Zil是以/km為單位的線路對于負序的阻抗，1k^Gu+j^Ci是以s/km為單位的線路對于正序的導納，亙:jl^fiL是以S/km為單位的線路對于負序的導納，Al'ghCiL分別是每千米線路長度的線路對于正序或負序的電阻、電感、電導和電容，Zoi,=i^l+j^/:《>l是以/km為單位的線路對于零序的阻抗，foL-Got+.1,<::亂是以s/kra為單位的線路對于零序的導納，^01.'"L'GW.'C'oL分別是每千米線路長度的線路對于零序的電阻、電感、電導和電容，/是以km為單位的線路的長度Zl=U是以為單位的線路對于正序的阻抗，=ZlL是以為單位的線路對于負序的阻抗，以及Zol=是以為單位的線路對于零序的阻抗。圖5-7示出故障傳輸線路對各個序的分布參數模型。者慮分布參數線路模型的故障定位算法的方程根據方程(6)或(9)的到故障的距離d是在忽略傳輸線路的分路電容的情況下確定的。在例如達到150km的短線路的情況下，方程(6)和(9)足以用于實現高精度的故障定位。然而，對于更長的線路，必須考慮線路的分布參數性質并且必須對分路電容的影響進行補償。相關算法的推導如下。再次，通用故障回路模型用于確定到故障的距離。在所考慮的情況中，從終端A所看的描述故障回路的通用模型由下面方程表示E印《rf)U一(15)其中，d是從終端A所看的、以pu為單位的到故障的未知距離，RF是未知的故障路徑電阻，&(d)是在從終端A到故障點F的解析傳遞后，根據故障類型構成的故障回路電壓，IF是故障路徑電流或總故障電流。方程(15)中的傳遞的故障回路電壓^p(d)由下式組成Epp(d)=^Ef!+逸2Ep2+(16)其中旦1,^2,勘是取決于故障類型的加權系數，如表l中所示。應用線路的分布參數模型，方程(16)中的電壓Vn,VF2和Vp。的對稱分量由下面方程確定Eto=Eaoeosh化oM)—ZcO丄a0sinh(^紐)(丄9)其中，YapYa2,Yao是A側電壓的對稱分量，其下標l表示正序分量，下標2表示負序分量而下標0表示零序分量，并且Lu,Ia2，Iao是A側電流的對稱分量。在方程(17)-(19)中使用的其它參數已在上面限定。為了求解方程(15),需要知道總故障電流t。確定總故障電流Ig下面給出了總故障電流L的正序1的推導。如圖5所示，根據用于正序的線路的分布參數模型，在考慮從終端A到故障F的故障線路部分以后，可以獲得考慮故障F和終端B之間的其它線路部分，可以獲得用于遠程電流的正序的下述方程<formula>formulaseeoriginaldocumentpage16</formula>(22)從方程(22)得出總故障電流h的正序In表示為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage16</formula>其中-api(Al)(A2)用方程(20)取代&并用方程(21)取代Iafp可以得到(A3)。重新排列方程(A3)，得到U4)通常，雙曲函數可以表示為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage16</formula>應用方程(A5)-(A6)來簡化方程(A4),得到下面的用于總故障電流If的正序1的方程丄F1=其中cosh(r!￡(一J))(23)Mi^￡A，eosh(^.Cl+/B1值得注意的是考慮到cosliU')—isin.h(':v)—X(24)。(A7)(A8)方程(23)-(24)可以被線性化。其中根據圖5，"^ZZ或1=力。將方程(A7)-(A8)應用到方程(23)-(24)，從而得到用于總故障電流&的正序電流iF1的線性化的方程(A9)可使用線性化的方程(A9)開始到故障的距離d的迭代計算。將方程(20)-(21)代入方程(22)，并且像上述那樣對雙曲函數進行處理后，得到下面的對于總故障電流^的正序工n的方程cosh(W(.—《))(23)其巾Mt=iUic仿h(2^)+￡B，—、—,w——、^么t類似的，可以得到對于總故障電流丄F的負序工(24).F2.LF2(25)其中<formula>formulaseeoriginaldocumentpage18</formula>(26)對于總故障電流I/的零序Im獲得<formula>formulaseeoriginaldocumentpage18</formula>(27)其中<formula>formulaseeoriginaldocumentpage18</formula>(28)使用以方程(15)形式的通用故障模型需要選擇分攤系數in，&2和&。。在故障定位算法考慮線路的分布參數模型的情況下，分攤系數的選擇與故障定位算法考慮傳輸線路的集總模型的情況不同。這是因為在分布參數模型的情況下，根據方程(23)-(28)的總故障電流的序分量依賴于傳輸線路的參數乙和^i，其中下標1=1，2或0表示對稱分量的類型。也就是，對于總故障電流lF的零序分量Ipo,零序的線路參數z。和^包含在方程(27)-(28)中，并且應該意識到這些參數被認為是在一定程度上不確定的參數。因此，以排除零序的方式探索選取分攤系數的自由是有利的，即相應的分攤系數選為零aF()=0。在所有的進一步考慮中都排除零序分量。因此，總的故障電流Ip現在確定為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage18</formula>(29)如表2所示，列出除了其他可能性以外的兩組用于相接地和相間故障的分攤系數的特征。表2.兩組可選的用于相接地故障和相間故障的分攤系數<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>同上面的故障類型相反，對于剩余的故障類型-相間接地故障和三相對稱故障，出現了另一種情況。這是因為，對于這些剩余故障，不存在對于正序和負序的分攤系數的可選的組，參見表3。表3對于相間接地和三相故障的分攤系數組。<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>根據表1的故障類型構成的并從終端A解析地傳遞到故障點F的故障回路電壓^Fp(d)可以被改寫，從通用故障回路模型(15)開始并且考慮方程(16)-(19):i=()——(30)考慮到根據方程(29)總故障電流If的零序分量If。被排除，通用故障回路才莫型(15)可以被改寫如下i=(,—1一'i=ieosh(W(l"f/).〗(31)獲得的通用故障回路模型(31)可以通過使用用于求解一組非線性方程的數值方法來求解。在該情況下，具有兩個未知量到故障的距離d和故障電阻RF。例如，Newton-Raphson(牛頓-拉夫遜)方法可以用在這里。然而，為了使計算一定程度上更加簡化，建議使用故障傳輸線路的簡化模型，如圖8-10所示。使用這些模型，使得用于確定到故障的距離d的計算變得簡單。根據圖8-10中的簡化模型，從終端A所看的下面的通用故障回路模型可以用方程表達為Eap--似p(4"))=0(32)其中n表示前一迭代步驟，n+l表示當前的迭代步驟，d,n+n是作為執(zhí)行當前迭代步驟的結果而獲得的到故障的距離的值，d(n,是前一迭代步驟獲得的到故障的距離的值，當開始迭代計算時，從用于根據方程(6)或(9)的傳輸線路的集總模型的故障定位算法得到。方程(32)中的故障回路電壓YAp由對稱分量Ya!,Ya2和Ya3組成，并使用表1中列出的加權系數從通用故障回路模型(32)推導的、跨越終端A和故障F之間故障線路部分的電壓降《計l,Kp"W包括當前迭代步驟的到故障的距離d(nw)和故障回路的量AEp。量a^p是利用簡化確定的，即考慮終端a和故障f之間的故障線路部分的阻抗和導納參數，認為其具有與到故障的距離(1()的前一值的值相等的長度電流lAAi,Iaa2和Iaao(見圖8-10)的對稱分量被用于根據方程(34)計算故障回路的量AEp。通過減去各自的分路電流獲得電流LVM,lAA2禾Iaao:丄AAi^丄Ai—0'5《對CIlLAth—丄(《"))！Al(35)丄aa2=1a2—G,5(i,f^:X2LA《h—2Ulf,t>)'(36)「口其中<formula>formulaseeoriginaldocumentpage21</formula>在考慮到零序分量已經被排除以后，總故障電流t可以表示如下:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage21</formula>總的故障電流fc的正序IF1:其中<formula>formulaseeoriginaldocumentpage21</formula>總的故障電流Ip的負序Ik:,w、_M，其中<formula>formulaseeoriginaldocumentpage21</formula><formula>formulaseeoriginaldocumentpage22</formula>可以通過將具有兩個未知量d,n+D和Rp的方程(32)分解成實部和虛部來求解<formula>formulaseeoriginaldocumentpage22</formula>通過消去故障電阻RF,可以得到用于當前迭代步驟的到故障的距離d(n+1)的方程<formula>formulaseeoriginaldocumentpage22</formula>迭代計算必須被執(zhí)行預定數量的迭代步驟或直到得到預定的收斂，即直到當前迭代步驟的到故障的距離d(n+1)的值和前一迭代步驟的到故障的距離d(n)的之間差值小于預定的閾值。然而，實際上通常僅執(zhí)行單次迭代就足夠了。根據方程(45)確定到故障的距離后，可以從方程(43)-(44)計算故障電阻Rp,這與根據方程(7)的線路的集總模型的情況類似。上面概述的確定到故障的距離的方法尤其適合于作為附加的特征合并入電流差動繼電器中。當應用電流差動繼電器來保護兩終端線路時，其使用在兩個線路終端同步測得的相電流，以用于保護的目的。因此，為了另外合并故障定位功能到保護功能本身，不得不將本地相電壓，即來自安裝有差動繼電器的終端的相電壓提供給繼電器，在進一步的考慮中，該終端假定為終端A。通過這種方法，裝備有故障定位特征的差動繼電器不僅可以識別故障發(fā)生在區(qū)域內或區(qū)域外，這是已經是已知差動繼電器原理的一部分，還可以更精確地確定與本地線路終端的準確距離。電流差動繼電器的這種附加的特性可以例如被用于支持和簡化故障傳輸或配電線路的檢查和修復。權利要求1.一種用于在兩終端電力傳輸或配電線路中定位故障的方法，包括以下步驟-從所述兩終端(A；B)的每一個接收三相電流(IA_a，IA_b，IA_c；IB_a，IB_b，IB_c)的測量值，-從所述兩終端中的一個(A)接收三相電壓(VA_a，VA_b，VA_c)的測量值，-接收所述線路的傳輸參數(Z0L，Z1L；Z’0L，Z’1L，Y’0L，Y’1L，1)，-接收所述故障類型，其特征在于-確定對應于所述相電流(IA_a，IA_b，IA_c；IB_a，IB_b，IB_c)和所述相電壓(VA_a，VA_b，VA_c)的對稱電流和電壓分量(IA1，IA2，IA0；IB1，IB2，IB0；VA1，VA2，VA0)，-基于所述對應的對稱電壓分量(VA1，VA2，VA0)和所述故障類型確定從兩個終端中的一個(A)所看的所述故障回路電壓(VAp)，-基于所述兩個終端中的一個(A)的所述對稱電流分量(IA1，IA2，IA0)、所述傳輸參數(Z0L，Z1L)和所述故障類型，確定從所述兩個終端中的一個(A)所看的所述故障回路電流(IAp)，-基于所述對稱電流分量(IA1，IA2，IA0；IB1，IB2，IB0)和所述故障類型確定所述總故障電流(IF)，-基于所述故障回路電壓(VAp)、所述故障回路電流(IAp)和所述總故障電流(IF)確定從所述兩個終端中的一個(A)所看的到故障的距離(d)，-輸出所述到故障的距離(d)到輸出接口。2.權利要求1所述的方法，其中，所述到故障的距離(d)根據下式確定3.權利要求1或2所述的方法，還包括迭代，其從已確定的到故障的距離(d(nfd)開始，并且在到達預定數目的迭代步驟(n+l)以后或在實現到故障的距離的預定的收斂之后，輸出在最后的迭代步驟中確定的到故障的距離—(d(n+1,)，其中每個迭代步驟(n)包括步驟—基于所述兩個終端中的一個(A)的所述對稱電流和電壓分量(LU，Ia2,Ia。；Ya"Ya2,yao)、所述傳輸參數(0l,Z，1L，ToL,riL，1)、所述故障類型以及在前一迭代步驟(n)中確定的前一到故障的距離(du,)，確定限定兩個終端中的一個(A)與故障(F)之間的電壓降(d(n+DAYp)的故障回路量(AYp)，一基于所述對稱電流和電壓分量(Lu，Ia2，Iao;Ib"Ib2，Ibo;Ya2,Yao)、所述傳輸參數(。l,1L,r。L，r1L,1)、所述故障類型和在前一迭代步驟(n)中確定的前一到故障的距離(d(n,)，確定迭代的總故障電流(If(d(n,))，一基于所述故障回路電壓(Yap)、所述故障回路量(AYp)和所述迭代的總故障電流(If(d(n)))，確定所述到故障的距離(d(n+l))°4.權利要求3所述的方法，其中，根據下式確定所述電流迭代步驟(n+l)的所述到故障的距離(d(n+1)):《(計"—real(^Kp(《n))).toa裝(i^(rf闊)〕一imag(AEpWfn)))'戊al(ip(4^))。5.權利要求3或4所述的方法，其中通過消去其零序電流分量(If2)確定所述迭代的總故障電流(If(d(n)))。6.—種在兩終端電力傳輸或分配線路中用于定位故障的設備，包括—處理單元，—連接到所述處理單元的輸出接口，一連接到所述處理單元的用于從所述兩終端(A;B)中的每一個接收三相電流(lA_a，Ia—b,Ia—c;lB_a，lB_b，Ib_c)的測量值的裝置，一連接到所述處理單元的用于從所述兩終端中的一個(A)接收三相電壓(YA_a，YA—b，YA_e)的測量值的裝置，一連接到所述處理單元的用于接收線路的傳輸參數(ZOL，ZlL;z，ol,z，1L，r。L,r1L，1)的裝置，一連接到所述處理單元的用于接收所述故障類型的裝置，其特征在于所述處理單元執(zhí)行根據權利要求1-3中的至少一項所述的方法。7.權利要求6所述的設備，其中，所述設備是用于保護所述傳輸或配電線路的電流差動繼電器。8.—種計算機程序，包括用于執(zhí)行根據權利要求1-5中至少一項所述方法的步驟的計算機程序代碼裝置。全文摘要一種用于在兩終端電力傳輸或配電線路中定位故障的方法，包括以下步驟從兩個終端接收三相電流的測量值，從一個線路終端接收三相電壓的測量值，接收線路參數和接收故障類型?；谠撔畔?，從相電壓被測量的一個終端到故障的距離被確定并輸出。因為只需要一個線路終端的相電壓，設備的功能性，尤其是電流15差動繼電器的功能性，可以被擴展用于在離線模式中確定到故障的距離。文檔編號G01R31/08GK101356444SQ200680050891公開日2009年1月28日申請日期2006年9月11日優(yōu)先權日2006年1月12日發(fā)明者E·羅素洛斯基,J·伊齊科維斯基,M·薩哈申請人:Abb技術有限公司