一种计及线路波速变化的行波测距方法及系统技术方案

技术编号:35432811 阅读:24 留言:0更新日期:2022-11-03 11:38
本发明专利技术公开了一种计及线路波速变化的行波测距方法及系统,其中方法包括:在目标输电线路端M端或N端进行短路故障试验,获取确定故障行波到达M端的时间T1以及N端的时间T2;基于T1、T2以及已知故障位置计算修正系数k;搭建目标仿真模型,通过仿真建立不同故障点的波速传播特性图并通过修正系数k修正得出波速衰减特性图;当目标输电线路的任意位置发生短路故障时,获取故障行波到达两端的时间t1和t2;基于时间t1以及t2计算故障位置粗略值L

【技术实现步骤摘要】
一种计及线路波速变化的行波测距方法及系统


[0001]本专利技术涉及输电线路故障定位
,更具体地,涉及一种计及线路波速变化的行波测距方法及系统。

技术介绍

[0002]电力系统中输电线路的准确故障测距可以快速缩小定位故障范围,减轻巡线负担,缩短故障消缺时间,对于提高电力系统供电可靠性、减少停电损失具有重要意义。
[0003]行波测距作为一种独特的故障测距技术,与传统的阻抗法相比,具有受系统参数、过渡电阻、系统运行方式和线路负荷影响较小等优点,发展前景较好,其基本原理是利用初始行波到达两侧端点的时间差和初始行波与故障点反射波到达同一测量端的时间差,分为单端法和双端法。目前使用较多的为双端法,只需监测故障点初始行波到达两测量端的准确时间即可完成定位,不需要分析识别反射波,测距可靠性高。行波波速对其定位精度存在一定的影响,实际的波速受到线路参数、频变及地理位置、气候等诸多因素的影响具有不确定性,根据线路参数计算得到的行波波速基于均匀线路与线路结构对称的假设,其值不可避免存在一定误差,从而给基于暂态行波的测距方法带来测距误差。输电线路沿途地形复杂,测量其单位参数有一定困难,且在不同时间段,对同一输电线路而言,其参数也是略有不同的,因此选择准确又合适的特高压直流输电线路波速有一定难度。
[0004]因此,需要一种技术,以实现计及线路波速变化的行波测距技术。

技术实现思路

[0005]本专利技术技术方案提供一种计及线路波速变化的行波测距方法及系统,以解决如何计及线路波速变化进行行波测距的问题
[0006]为了解决上述问题,本专利技术提供了一种计及线路波速变化的行波测距方法,所述方法包括:
[0007]在目标输电线路第一端M或第二端N进行短路故障试验,分别采集第一端M以及第二端N的故障行波,获取输电线路第一端M以及第二端N的故障录波数据;
[0008]基于输电线路第一端M以及第二端N的故障录波数据确定故障行波分别到达第一端M的时间T1以及第二端N的时间T2;
[0009]基于故障行波分别到达第一端M的时间T1、第二端N的时间T2以及已知故障位置计算故障行波沿第一端M的波速度V1和沿第二端N的波速度V2;
[0010]基于搭建的目标仿真模型,根据多个故障位置到达两端的时间和已知故障点距离计算故障行波波速,建立不同故障位置生成的仿真波速传播特性图;根据短路故障试验中确定的时间T1、时间T2、波速度V1、波速度V2,计算修正系数k并修正仿真波速传播特性图,得出波速传播衰减特性图;当目标输电线路的任意位置发生短路故障时,获取故障行波到达第一端M的时间t1以及第二端N的时间t2;
[0011]基于故障行波到达第一端M的时间t1以及第二端N的时间t2计算故障位置粗略值
L
x
,确定粗略故障点;
[0012]确定所述故障位置粗略值L
x
在所述波速衰减特性图中相对应的故障行波沿第一端M的波速度v1和沿第二端N的波速度v2;
[0013]根据确定的波速度v1和波速度v2对双端测距公式进行修正,计算故障位置修正值,确定修正故障点。
[0014]优选地,所述基于所述波速传播特性图计算修正比例系数k;基于所述修正比例系数k生成故障行波的波速衰减特性图,包括:
[0015]计算修正比例k:
[0016][0017]其中,V
max
、V
min
分别为多个故障位置的波速传播特性图中的最大值和最小值;
[0018]将波速传播特性图中每一组相邻波速差值与修正比例k相乘后获取波速修正值,基于所述波速修正值生成波速衰减特性图。
[0019]优选地,所述基于故障行波到达第一端M的时间t1以及第二端N的时间t2计算故障位置粗略值L
x
,包括:
[0020][0021]其中,T=L/c为故障行波经过整条目标输电线路全长的时间,c为光速,L为目标输电线路的长度。
[0022]优选地,所述根据确定的波速度v1和波速度v2对双端测距公式进行修正,计算故障位置修正值,包括:
[0023][0024]其中,x为故障位置与第一端M的距离;
[0025]L
M
为故障位置与第一端M的实际故障距离;
[0026]L
N
为故障位置与第二端N的实际故障距离;
[0027]L为目标输电线路的长度。
[0028]优选地,所述多个故障位置的间距为:10km至100km;
[0029]采集故障波形的频率为1MHz至10MHz。
[0030]过渡电阻为1Ω至800Ω。
[0031]基于本专利技术的另一方面,本专利技术提供一种计及线路波速变化的行波测距系统,所述系统包括:
[0032]采集单元,用于在目标输电线路第一端M或第二端N进行短路故障试验,分别采集第一端M以及第二端N的故障行波,获取输电线路第一端M以及第二端N的故障录波数据;基于输电线路第一端M以及第二端N的故障录波数据确定故障行波分别到达第一端M的时间T1以及第二端N的时间T;
[0033]生成单元,用于基于故障行波分别到达第一端M的时间T1、第二端N的时间T2以及已知故障位置计算故障行波沿第一端M的波速度V1和沿第二端N的波速度V2;基于搭建的目标仿真模型,根据多个故障位置到达两端的时间和已知故障点距离计算故障行波波速,建立不同故障位置生成的仿真波速传播特性图;根据短路故障试验中确定的时间T1、时间T2、波速度V1、波速度V2,计算修正系数k并修正仿真波速传播特性图,得出波速传播衰减特性图;;
[0034]确定单元,用于当目标输电线路的任意位置发生短路故障时,获取故障行波到达第一端M的时间t1以及第二端N的时间t2;基于故障行波到达第一端M的时间t1以及第二端N的时间t2计算故障位置粗略值L
x
,确定粗略故障点;确定所述故障位置粗略值L
x
在所述波速衰减特性图中相对应的故障行波沿第一端M的波速度v1和沿第二端N的波速度v2;
[0035]结果单元,用于根据确定的波速度v1和波速度v2对双端测距公式进行修正,计算故障位置修正值,确定修正故障点。
[0036]优选地,所述生成单元,用于基于所述波速传播特性图计算修正比例系数k;基于所述修正比例系数k生成故障行波的波速衰减特性图,包括:
[0037]计算修正比例k:
[0038][0039]其中,V
max
、V
min
分别为多个故障位置的波速传播特性图中的最大值和最小值;
[0040]将波速传播特性图中每一组相邻波速差值与修正比例k相乘后获取波速修正值,基于所述波速修正值生成波速衰减特性图。
[0041]优选地,所述确定单元,用于基于故障行波到达第一端M的时间t1以及第二端N的时间t2计算故障位置粗略值L
x
,包括:
[0042][0本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种计及线路波速变化的行波测距方法,所述方法包括:在目标输电线路第一端M或第二端N进行短路故障试验,分别采集第一端M以及第二端N的故障行波,获取输电线路第一端M以及第二端N的故障录波数据;基于输电线路第一端M以及第二端N的故障录波数据确定故障行波分别到达第一端M的时间T以及第二端N的时间T2;基于故障行波分别到达第一端M的时间T1、第二端N的时间T2以及已知故障位置计算故障行波沿第一端M的波速度V1和沿第二端N的波速度V2;基于搭建的目标仿真模型,根据多个故障位置到达两端的时间和已知故障点距离计算故障行波波速,建立不同故障位置生成的仿真波速传播特性图;根据短路故障试验中确定的时间T1、时间T2、波速度V1、波速度V2,计算修正系数k并修正仿真波速传播特性图,得出波速传播衰减特性图;当目标输电线路的任意位置发生短路故障时,获取故障行波到达第一端M的时间t1以及第二端N的时间t2;基于故障行波到达第一端M的时间t1以及第二端N的时间t2计算故障位置粗略值L
x
,确定粗略故障点;确定所述故障位置粗略值L
x
在所述波速衰减特性图中相对应的故障行波沿第一端M的波速度v1和沿第二端N的波速度v2;根据确定的波速度v1和波速度v2对双端测距公式进行修正,计算故障位置修正值,确定修正故障点。2.根据权利要求1所述的方法,所述基于所述波速传播特性图计算修正比例系数k;基于所述修正比例系数k生成故障行波的波速衰减特性图,包括:计算修正比例k:其中,V
max
、V
min
分别为多个故障位置的波速传播特性图中的最大值和最小值;将波速传播特性图中每一组相邻波速差值与修正比例K相乘后获取波速修正值,基于所述波速修正值生成波速衰减特性图。3.根据权利要求1所述的方法,所述基于故障行波到达第一端M的时间t1以及第二端N的时间t2计算故障位置粗略值L
x
,包括:其中,T=L/c为故障行波经过整条目标输电线路全长的时间,c为光速,L为目标输电线路的长度。4.根据权利要求1所述的方法,所述根据确定的波速度v1和波速度v2对双端测距公式进行修正,计算故障位置修正值,包括:
其中,x为故障位置与第一端M的距离;L
M
为故障位置与第一端M的实际故障距离;L
N
为故障位置与第二端N的实际故障距离;L为目标输电线路的长度。5.根据权利要求1所述的方法,所述多个故障位置的间距为:10km至100km;采集故障波形的频率为1MHz至10MHz。过渡电阻为1Ω至800Ω。6.一种计及线路波速变化的行波测距系统,所述系统包括:采集...

【专利技术属性】
技术研发人员:佟凯峰杨国生李岩军周银平刘亚东王志洁高晨光张红亮王文焕周春霞沈晓凡
申请(专利权)人:中国电力科学研究院有限公司
类型:发明
国别省市:

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