本發(fā)明涉及一種雙端故障測(cè)距方法，具體為一種輸電線(xiàn)路雙端故障測(cè)距方法，主要應(yīng)用于電力系統(tǒng)的變電站。

背景技術(shù)：

輸電線(xiàn)路是電力系統(tǒng)發(fā)電、輸送電等的基本設(shè)備，在電力系統(tǒng)中占有非常重要的地位,輸電線(xiàn)路故障時(shí)，若不能及時(shí)切除或誤切除，則容易造成電網(wǎng)解列，以及變壓器越級(jí)跳閘等重大事故，故障測(cè)距裝置的出現(xiàn)，使巡線(xiàn)人員能及時(shí)找到故障點(diǎn)，利于快速恢復(fù)供電。

目前，輸電線(xiàn)路故障測(cè)距方法主要為行波法，行波法利用故障暫態(tài)行波的傳送性質(zhì)進(jìn)行單端故障測(cè)距，精度高，不受運(yùn)行方式、過(guò)渡電阻等影響，但對(duì)采樣率要求很高，故障距離測(cè)量結(jié)果會(huì)嚴(yán)重偏離真實(shí)故障距離，甚至出現(xiàn)故障測(cè)距失敗，且需要專(zhuān)門(mén)的錄波裝置，應(yīng)用成本高。

同時(shí)，采用故障分析法原理的雙端故障測(cè)距系統(tǒng)，能有效解決行波法測(cè)距失效的問(wèn)題。在原理上，雙端故障測(cè)距系統(tǒng)不易受系統(tǒng)運(yùn)行方式和系統(tǒng)參數(shù)變化的影響，但其固有的雙端數(shù)據(jù)通信同步問(wèn)題不可避免。目前，國(guó)內(nèi)外研究關(guān)于該問(wèn)題的解決方法，大多是將故障距離、線(xiàn)路基本參數(shù)、不同步角均作為未知量，通過(guò)構(gòu)造非線(xiàn)性最優(yōu)數(shù)學(xué)模型求解，有牛頓拉佛遜法、信賴(lài)域法、最小二乘法等。這些方法需要迭代搜索求解，與典型的傳統(tǒng)測(cè)距方法相比，無(wú)法給出故障距離表達(dá)式，容易受非線(xiàn)性最優(yōu)方程求解可靠性的影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提出一種輸電線(xiàn)路雙端故障測(cè)距方法，該方法采用數(shù)學(xué)方法中的故障分量法及共軛復(fù)數(shù)法，結(jié)合電力系統(tǒng)分析構(gòu)造出簡(jiǎn)單的一元方程，使測(cè)距無(wú)需雙端數(shù)據(jù)同步，無(wú)需已知線(xiàn)路單位長(zhǎng)度阻抗，實(shí)現(xiàn)了雙端數(shù)據(jù)不同步通信的故障測(cè)距，測(cè)距精度高，且不受線(xiàn)路單位長(zhǎng)度阻抗影響，能廣泛應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)工程。

為實(shí)現(xiàn)以上技術(shù)目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種輸電線(xiàn)路雙端故障測(cè)距方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一.參數(shù)設(shè)定：用m、n表示輸電線(xiàn)路兩端母線(xiàn)，f為故障點(diǎn)，l為線(xiàn)路全長(zhǎng)，單位長(zhǎng)度阻抗為z，線(xiàn)路m側(cè)到故障點(diǎn)f的距離為x，且n側(cè)相對(duì)于m側(cè)的不同步角為δ，記：y＝e^jδ；

步驟二.通過(guò)故障錄波儀測(cè)的m、n兩側(cè)的電壓、電流值，分別為um、un、im、in；

步驟三.故障點(diǎn)f的電壓為um-xzim或y[un-(l-x)zin]，故可得：

um-xzim＝y(tǒng)[un-(l-x)zin](1)；

步驟四.根據(jù)疊加原理，得：

△um-xz△im＝y(tǒng)[△un-(l-x)z△in](2)，

其中，δum、δun、δim、δin為m、n兩側(cè)電壓電流故障分量；

步驟五.聯(lián)立式(1)(2)，可得故障距離x：

其中，x的表達(dá)式系數(shù)a、b、c、d、e分別為：

a＝um△inl-△uminl，

b＝-l(un△in-△unin)，

c＝um△im-△umim，

d＝um△in-un△im-△umin+△unim，

e＝△unin-un△in，

對(duì)式(3)取共軛復(fù)數(shù)，則有同時(shí)可得關(guān)于y的一元四次方程：

ay⁴+by³+cy²+dy+e＝0(4)，

其中，方程式(4)的系數(shù)a、b、c、d、e分別為：

步驟六.解方程式(4)，可得y的值，將y的值帶入式(3)，即可得故障距離x。

進(jìn)一步地，在解方程式(4)的過(guò)程中，可得到四組y的解，相應(yīng)的得到故障距離x的解也為四組，(yi，xi)，i＝1、2、3、4；

進(jìn)一步地，將z作為未知量，同時(shí)將四組解(yi，xi)，i＝1、2、3、4分別帶入方程式(2)，可得四組z的值，根據(jù)實(shí)際測(cè)量結(jié)果，最接近真實(shí)值的一組為所求值。

進(jìn)一步地，n側(cè)相對(duì)于m側(cè)的不同步角δ的值為-180°～180°。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1)測(cè)距無(wú)需雙端數(shù)據(jù)同步；

2)測(cè)距無(wú)需已知線(xiàn)路單位長(zhǎng)度阻抗；

3)通過(guò)數(shù)學(xué)方法中的故障分量法、共軛復(fù)數(shù)法消去了不同步角、線(xiàn)路單位長(zhǎng)度阻抗，得到簡(jiǎn)易測(cè)距方程，避免了構(gòu)造非線(xiàn)性最優(yōu)數(shù)學(xué)模型迭代搜索求解的復(fù)雜化；

4)給出了故障距離表達(dá)式；

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的故障測(cè)距等值網(wǎng)示意圖。

圖2為本發(fā)明的測(cè)距流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

根據(jù)圖1和圖2所示，一種輸電線(xiàn)路雙端故障測(cè)距方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一.參數(shù)設(shè)定：用m、n表示輸電線(xiàn)路兩端母線(xiàn)，f為故障點(diǎn)，l為線(xiàn)路全長(zhǎng)，單位長(zhǎng)度阻抗為z，線(xiàn)路m側(cè)到故障點(diǎn)f的距離為x，且n側(cè)相對(duì)于m側(cè)的不同步角為δ，δ的值為-180°～180°，記：y＝e^jδ；

步驟二.通過(guò)故障錄波儀測(cè)的m、n兩側(cè)的電壓、電流值，分別為um、un、im、in；

步驟三.故障點(diǎn)f的電壓為um-xzim或y[un-(l-x)zin]，故可得：

um-xzim＝y(tǒng)[un-(l-x)zin](1)；

步驟四.根據(jù)疊加原理，得：

△um-xz△im＝y(tǒng)[△un-(l-x)z△in](2)，

其中，δum、δun、δim、δin為m、n兩側(cè)電壓電流故障分量；

步驟五.聯(lián)立式(1)(2)，可得故障距離x：

其中，x的表達(dá)式系數(shù)a、b、c、d、e分別為：

a＝um△inl-△uminl，

b＝-l(un△in-△unin)，

c＝um△im-△umim，

d＝um△in-un△im-△umin+△unim，

e＝△unin-un△in，

對(duì)式(3)取共軛復(fù)數(shù)，則有同時(shí)可得關(guān)于y的一元四次方程：

ay⁴+by³+cy²+dy+e＝0(4)，

其中，方程式(4)的系數(shù)a、b、c、d、e分別為：

步驟六.解方程式(4)，可得y的值，將y的值帶入式(3)，即可得故障距離x。

在解方程式(4)的過(guò)程中，可得到四組y的解，相應(yīng)的得到故障距離x的解也為四組，(yi，xi)，i＝1、2、3、4；將z作為未知量，同時(shí)將四組解(yi，xi)，i＝1、2、3、4分別帶入方程式(2)，可得四組z的值，根據(jù)實(shí)際測(cè)量結(jié)果，最接近真實(shí)值的一組為所求值。

以上對(duì)本發(fā)明及其實(shí)施方式進(jìn)行了描述，該描述沒(méi)有限制性，附圖中所示的也只是本發(fā)明的實(shí)施方式之一，實(shí)際的結(jié)構(gòu)并不局限于此。總而言之如果本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員受其啟示，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造宗旨的情況下，不經(jīng)創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)出與該技術(shù)方案相似的結(jié)構(gòu)方式及實(shí)施例，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。