一种T型输电线路故障定位方法和系统技术方案

本发明专利技术提供了一种T型输电线路故障定位方法和系统，其中所述方法包括：分别获取故障行波的零模分量和线模分量到达T型输电线路的第一端、第二端和第三端的时间；利用与波速无关的预设算法模型，分别基于故障行波的零模分量到达第一端、第二端和第三端的时间确定故障点到达所述第一端、第二端和第三端的第一距离，以及分别基于故障行波的分量到达第一端、第二端和第三端的时间确定故障点到达所述第一端、第二端和第三端的第二距离；分别计算各所述第一距离和第二距离的差值；基于所述差值和预设阈值的比较结果定位故障点。本发明专利技术具备故障定位精度高且简单实用的特点。 1

A fault location method and system for T transmission line

The present invention provides a T type transmission line fault location method and system, in which the method includes: obtaining the time of the zero mode component and the line mode component of the fault traveling wave to the first, second and third ends of the transmission line, and using the presupposition model independent of the wave speed, based on the zero mode of the fault traveling wave, respectively. The time when the component reaches the first end, the second end and the third end determines the first distance from the fault point to the first end, the second end and the third end, and the time to determine the second distance from the fault point to the first end, the second end and the third end of the fault point based on the time when the component of the fault traveling wave arrives at the first end, the second end and the third end respectively. The difference between the first distance and the second distance is calculated separately, and the failure point is located based on the comparison result between the difference value and the preset threshold. The invention has the characteristics of high precision and simple and practical fault location. One

【技术实现步骤摘要】
一种T型输电线路故障定位方法和系统
本专利技术实施例涉及电力系统输电线路保护领域，特别涉及T型输电线路故障定位方法和系统。
技术介绍
高压输电线路传输距离远、输送电能大，在电力系统中担任电能输送的重要任务。T型输电线路在高压输电网中广泛应用，一旦T型输电线路发生故障，将造成电网大面积的停电事故，后果十分严重。因此快速、准确的进行T型输电线路故障定位不但可以减少故障线路的检修和供电恢复时间，还能减少因停电事故导致的经济损失，对电力系统的可靠和安全运行具有重要意义。T型输电线路由于在结构上存在一定的特殊性，如果只是仅利用单端测量数据，将很难完成故障点的定位。目前，T型输电线路一般都是利用三端数据进行故障定位，包括两种方法：故障分析法和行波法。在故障分析法中，论文《束洪春，高峰，陈学允，等.T型输电系统故障测距算法研究.中国电机工程学报，1998，18(6)：416-420.》基于分布参数模型，分别比较由三端电气量计算得到的T节点电压值，如果由一端计算的值与另外两端的不同，则由此可判定此端所在的支路为故障支路，然后利用双端电源线路的故障定位方案对故障支路求解，得到故障距离。论文《Yang-HongLin,Chih-WenLiu,Chi-ShanYu.ANewFaultLocatorforThree-TerminalTransmissionLines-UsingTwo-TerminalSynchronizedVoltageandCurrentPhasors[J].IEEETransactionPowerDelivery.2002,17(2):452-459.》需要先假定某一条支路不存在，把T型线路等效为双端线路。运用双端线路的故障定位方法，求得故障距离，然后将故障距离的实部与T节点的实际距离相比较，如果故障距离的实部比实际距离小则在本侧支路，如果故障距离的实部比实际距离大则在对侧支路，如果相等就在第三条支路，但该方法不能准确判断T节点附近或在第三条支路上发生故障时的故障支路。在行波法中，现有方法通过波速检测两个故障初始行波波头分别到达线路两端的时间和波速来求得故障位置，然后识别故障支路。但在不同的输电线路结构中波速是不同的，对于同一线路，在不同时刻线路的参数也不尽相同，从而导致错误计算故障距离，难以进行故障精确定位。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种简单方便、具有实用性强且故障定位精度高的T型输电线路故障定位方法和系统。为了解决上述技术问题，本专利技术实施例提供了如下的技术方案：一种T型输电线路故障定位方法，其包括：分别获取故障行波的零模分量和线模分量到达T型输电线路的第一端、第二端和第三端的时间；利用与波速无关的预设算法模型，分别基于故障行波的零模分量到达第一端、第二端和第三端的时间确定故障点到达所述第一端、第二端和第三端的第一距离，以及分别基于故障行波的分量到达第一端、第二端和第三端的时间确定故障点到达所述第一端、第二端和第三端的第二距离；分别计算各所述第一距离和第二距离的差值；基于所述差值和预设阈值的比较结果定位故障点。其中，所述与波速无关的预设算法模型的表达式包括：其中，dAB为利用故障行波到达线路A端和B端时间计算得到故障点距A端的距离，dAC为利用故障行波到达线路A端和C端时间计算得到故障点距A端的距离，dBA为利用故障行波到达线路B端和A端时间计算得到故障点距B端的距离，dBC为利用故障行波到达线路B端和C端时间计算得到故障点距B端的距离，dCA为利用故障行波到达线路C端和A端时间计算得到故障点距C端的距离，dCB为利用故障行波到达线路C端和B端时间计算得到故障点距C端的距离，tA0为故障行波零模分量到达线路A端的时间，tA1为故障行波线模分量到达线路A端的时间，tB0为故障行波零模分量到达线路B端的时间，tB1为故障行波线模分量到达线路B端的时间，tC0为故障行波零模分量达到C端时间，tC1为故障行波线模分量达到C端时间，lATB为线路AB的长度，lATC为线路AC的长度，lBTC为线路BC的长度。其中，所述基于所述差值和预设阈值的比较结果定位故障点包括：基于所述差值和预设阈值确定故障点所在的支路；基于故障点到达故障点所在支路的两端的时间定为故障点。其中，所述基于所述差值和预设阈值确定故障点所在的支路包括：当所述第一端、第二端和第三端的差值都小于所述预设阈值时，确定故障发生在T型输电线路节点处；当所述第一端、第二端和第三端的差值中只有一端的差值大于所述预设阈值时，比较剩下两端到故障点的距离与本端支路长度，并确定故障发生在小于本端支路长度的支路上；当所述第一端、第二端和第三端的差值中只有一端的差值小所述预设阈值时，确定故障发生在该小于所述预设阈值的支路上。其中，所述预设阈值的范围包括[100m,400m]。本专利技术实施例还提供了一种T型输电线路故障定位系统，其应用如上述实施例所述的T型输电线路故障定位方法，并且包括：故障行波采集装置，其被安装在所述T型输电线路的第一端、第二端和第三端上，并用于获取故障行波的零模分量和线模分量到达T型输电线路的第一端、第二端和第三端的时间；数据处理器，其配置为利用与波速无关的预设算法模型，分别基于故障行波的零模分量到达第一端、第二端和第三端的时间确定故障点到达所述第一端、第二端和第三端的第一距离，以及分别基于故障行波的分量到达第一端、第二端和第三端的时间确定故障点到达所述第一端、第二端和第三端的第二距离；分别计算各所述第一距离和第二距离的差值；基于所述差值和预设阈值的比较结果定位故障点。7、根据权利要求6所述的系统，其中，所述与波速无关的预设算法模型的表达式包括：其中，dAB为利用故障行波到达线路A端和B端时间计算得到故障点距A端的距离，dAC为利用故障行波到达线路A端和C端时间计算得到故障点距A端的距离，dBA为利用故障行波到达线路B端和A端时间计算得到故障点距B端的距离，dBC为利用故障行波到达线路B端和C端时间计算得到故障点距B端的距离，dCA为利用故障行波到达线路C端和A端时间计算得到故障点距C端的距离，dCB为利用故障行波到达线路C端和B端时间计算得到故障点距C端的距离，tA0为故障行波零模分量到达线路A端的时间，tA1为故障行波线模分量到达线路A端的时间，tB0为故障行波零模分量到达线路B端的时间，tB1为故障行波线模分量到达线路B端的时间，tC0为故障行波零模分量达到C端时间，tC1为故障行波线模分量达到C端时间，lATB为线路AB的长度，lATC为线路AC的长度，lBTC为线路BC的长度。其中，所述数据处理器还配置为基于所述差值和预设阈值确定故障点所在的支路，以及基于故障点到达故障点所在支路的两端的时间定为故障点。其中，所述数据处理器还配置为当所述第一端、第二端和第三端的差值都小于所述预设阈值时，确定故障发生在T型输电线路节点处；当所述第一端、第二端和第三端的差值中只有一端的差值大于所述预设阈值时，比较剩下两端到故障点的距离与本端支路长度，并确定故障发生在小于本端支路长度的支路上；当所述第一端、第二端和第三端的差值中只有一端的差值小所述预设阈值时，确定故障发生在该小于所述预设阈值的支路上。其中，所述预设阈值的范围包括[100m,400m]。基于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种T型输电线路故障定位方法，其包括：

【技术特征摘要】
1.一种T型输电线路故障定位方法，其包括：分别获取故障行波的零模分量和线模分量到达T型输电线路的第一端、第二端和第三端的时间；利用与波速无关的预设算法模型，分别基于故障行波的零模分量到达第一端、第二端和第三端的时间确定故障点到达所述第一端、第二端和第三端的第一距离，以及分别基于故障行波的分量到达第一端、第二端和第三端的时间确定故障点到达所述第一端、第二端和第三端的第二距离；分别计算各所述第一距离和第二距离的差值；基于所述差值和预设阈值的比较结果定位故障点。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述与波速无关的预设算法模型的表达式包括：其中，dAB为利用故障行波到达线路A端和B端时间计算得到故障点距A端的距离，dAC为利用故障行波到达线路A端和C端时间计算得到故障点距A端的距离，dBA为利用故障行波到达线路B端和A端时间计算得到故障点距B端的距离，dBC为利用故障行波到达线路B端和C端时间计算得到故障点距B端的距离，dCA为利用故障行波到达线路C端和A端时间计算得到故障点距C端的距离，dCB为利用故障行波到达线路C端和B端时间计算得到故障点距C端的距离，tA0为故障行波零模分量到达线路A端的时间，tA1为故障行波线模分量到达线路A端的时间，tB0为故障行波零模分量到达线路B端的时间，tB1为故障行波线模分量到达线路B端的时间，tC0为故障行波零模分量达到C端时间，tC1为故障行波线模分量达到C端时间，lATB为线路AB的长度，lATC为线路AC的长度，lBTC为线路BC的长度。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述基于所述差值和预设阈值的比较结果定位故障点包括：基于所述差值和预设阈值确定故障点所在的支路；基于故障点到达故障点所在支路的两端的时间定为故障点。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述基于所述差值和预设阈值确定故障点所在的支路包括：当所述第一端、第二端和第三端的差值都小于所述预设阈值时，确定故障发生在T型输电线路节点处；当所述第一端、第二端和第三端的差值中只有一端的差值大于所述预设阈值时，比较剩下两端到故障点的距离与本端支路长度，并确定故障发生在小于本端支路长度的支路上；当所述第一端、第二端和第三端的差值中只有一端的差值小所述预设阈值时，确定故障发生在该小于所述预设阈值的支路上。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述预设阈值的范围包括[100m,400m]。6.一种T型输电线路故障定位系统，其应用如权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘秀军，谢李为，吴祥国，高云辉，曾祥君，高小刚，牛益国，谢小英，王旭升，徐江，焦健，曲建旭，高会民，沈开祎，
申请(专利权)人：国网冀北电力有限公司秦皇岛供电公司，长沙理工大学，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：河北,13