本发明涉及测距技术领域，尤其涉及一种行波测距装置启动可靠性的计算方法。
背景技术：
行波测距装置已在电力系统中运行相当长一段时间，并对电力系统安全稳定运行提供保障，也有一些发明给出了行波测距测试的基本方法，即利用高频电流播放器播放离线仿真计算出的数据，行波测距装置接收到电流播放器播放的行波电流后给出测距结果。
目前，对行波测距装置启动正确与否判断只有粗糙规定，例如应能在300Ω过渡电阻情况下启动、应能在20°故障初始角以上启动。
本发明人在实施本发明的过程中发现，现有技术中存在以下技术问题：无理论分析和统一标准；过于保守，缩小了行波测距装置启动范围；未体现出母线出线数、故障类型、电压故障初相角和过渡电阻等因素的耦合性。
评判行波测距装置测距效果有2个方面：1.有故障后是否准确启动，即是否给出测距结果；2.给出的测距结果是否精确。目前，只有行业标准《DL/T 357-2010输电线路行波故障测距装置技术条件》中，对第2点进行了规定：线路长度在300km以下，双端测距平均误差应不大于500m，线路长度在300km以上，双端测距平均误差应不大于1000m。
行波测距由于其固有特性，启动与否与电压故障初相角、过渡电阻、母线结构、故障类型有关。在过渡电阻大、故障初始角小的情况下会不启动、不给出测距结果。在实践中，很多行波测距失败情况不是测距精度低，而是故障情况下不启动、不给出测距结果。
技术实现要素：
为实现上述波测距装置启动可靠性的计算，本发明提供一种行波测距装置启动可靠性计算方法，能够体现各个因素的耦合性，为判断行波测距装置启动正确与否提供判据。
本发明实施例提供了一种行波测距装置启动可靠性计算方法，包括：
确定母线出线数对行波测距装置启动的影响；
确定需行波测距装置启动时的故障类型；
计算故障初相角、过渡电阻对行波测距装置启动的影响；
计算不同故障类型下行波测距装置的启动范围。
作为上述方案的改进，母线出线数对行波测距装置启动的影响体现在其电流行波反射系数上。
作为上述方案的改进，通过以下公式(1)计算电流行波反射系数：
其中，βmn为电流行波反射系数，Zm为被测线路的波阻抗，Zn为母线上其他线路的并联等效波阻抗。
作为上述方案的改进，所述故障类型包括单相接地故障、两相相间故障、两相接地故障和三相故障。
作为上述方案的改进，计算故障初相角、过渡电阻对行波测距装置启动的影响时，对行波测距装置测试方法为：
利用高频信号播放器或行波测试仪播放电磁暂态软件仿真数据，输入给行波测距仪，行波测距仪输出信号数据给电流/电压功率放大器，再由电流/电压功率放大器输出大功率、电压模拟信号给行波测距装置。
作为上述方案的改进，所述行波测距装置测试方法能够采集不同故障类型的模量行波；所述故障类型包括单相接地故障、两相相间故障、两相接地故障和三相故障。
作为上述方案的改进，计算故障初相角、过渡电阻对行波测距装置启动的影响时，需要先计算测试环境下综合变比K的数值，K的数值为：模型CT变比、模型输出变比和电流功率放大器变比的三者之积。
作为上述方案的改进，对于单相接地故障，采集到的模量行波为以下公式(2)：
对于两相相间故障，采集到的模量行波为以下公式(3)：
对于两相接地故障，采集到的模量行波为以下公式(4)：
对于三相故障，采集到的模量行波为以下公式(5)：
其中，i0,iα,iβ分别为0模、α模、β模量行波，K为测试环境下的综合变比，β为母线处电流反射系数，E为故障点电压幅值，θ为故障点电压在故障时刻相角，Z1为被测线路线模波阻抗，Z0为被测线路零模波阻抗，Rg为接地电阻，Rf为故障过渡电阻。
作为上述方案的改进，计算不同故障类型下行波测距装置的启动范围的方法为：
若行波测距装置设定的启动阈值为iset，将模量行波与iset进行比较，当模量行波大于iset时，行波测距装置应启动；
模量行波与iset比较的具体公式是：
当故障类型为单相接地故障时，计算公式为公式(6)：
当故障类型为两相相间故障时，计算公式为公式(7)：
当故障类型为两相接地故障时，计算公式为公式(8)：
当故障类型为三相故障时，计算公式为公式(9)：
本发明实施例提供的一种行波测距装置启动可靠性计算方法，具有如下有益效果：
耦合了与行波测距装置的启动有关的四个因素：母线出线数、过渡电阻、电压故障初相角和故障类型，构成一个包含所有故障的故障空间，行波测距装置的启动范围即为在以上故障空间内的启动范围；将故障类型分为单相接地故障、两相相间故障、两相接地故障和三相故障四种，并在四种故障类型下使用公式分别计算出精确的行波测距装置启动范围，即行波测距装置启动可靠性。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种行波测距装置启动可靠性计算方法的流程示意图。
图2是本发明实施例提供的一种行波测距装置启动可靠性计算方法的被测线路的示意图。
图3是A相单相接地故障系统示意图。
图4是AB两相相间故障系统示意图。
图5是AB两相接地故障系统示意图。
图6是ABC三相故障系统示意图。
图7是行波测距装置启动范围绘制流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1，是本发明实施例提供的一种行波测距装置启动可靠性计算方法，包括：
S1、确定母线出线数对行波测距装置启动的影响；
其中，如图2所示，图中lm为被测线路，其波阻抗为Zm，ln为母线上其他线路的并联等效电路，Zn为母线上其他线路的并联等效波阻抗
母线出线数对行波测距装置启动的影响体现在其电流行波反射系数上，在图2中，电流行波在线路lm处的反射系数为：
S2、确定需行波测距装置启动时的故障类型；
其中，所述故障类型包括单相接地故障、两相相间故障、两相接地故障和三相故障。
A相单相接地故障如图3所示，模电流行波为：
式中，i0,iα,iβ分别为0模、α模、β模电流行波，uaF为故障时刻A相电压瞬时值，Z1为被测线路线模波阻抗，Z0为被测线路零模波阻抗，Rf为故障过渡电阻。
单相接地故障情况下，三模量幅值相同，只需计算其中一个的启动范围。
AB两相相间故障如图4所示，模电流行波为：
式中，i0,iα,iβ分别为0模、α模、β模电流行波，uaF为故障时刻A相电压瞬时值，ubF为故障时刻B相电压瞬时值，Z1为被测线路线模波阻抗，Z0为被测线路零模波阻抗，Rf为故障过渡电阻。
两相相间故障情况下，α模量恒大于β模量，只需计算α模量的启动范围。
AB两相接地故障如图5所示，模电流行波为：
式中，i0,iα,iβ分别为0模、α模、β模电流行波，uaF为故障时刻A相电压瞬时值，ubF为故障时刻B相电压瞬时值，Z1为被测线路线模波阻抗，Z0为被测线路零模波阻抗，Rf为故障过渡电阻，Rg为接地电阻。
两相接地故障情况下，三模量无固定大小关系，需计算各个模量的启动范围，取其并集。
ABC三相故障如图6所示，模电流行波为：
式中，i0,iα,iβ分别为0模、α模、β模电流行波，uaF为故障时刻A相电压瞬时值，ubF为故障时刻B相电压瞬时值，Z1为被测线路线模波阻抗，Z0为被测线路零模波阻抗，Rf为故障过渡电阻。
三相接地故障情况下，α模量和β模量无固定大小关系，需计算各个模量的启动范围，取其并集。
S3、计算故障初相角、过渡电阻对行波测距装置启动的影响；
其中，计算故障初相角、过渡电阻对行波测距装置启动的影响时，对行波测距装置测试方法为：
利用高频信号播放器或行波测试仪播放电磁暂态软件仿真数据，输入给行波测距仪，行波测距仪输出信号数据给电流/电压功率放大器，再由电流/电压功率放大器输出大功率、电压模拟信号给行波测距装置；
计算测试环境下综合变比K的数值：模型CT变比、模型输出变比和电流功率放大器变比的三者之积。
对于单相接地故障，采集到的模量行波为：
对于两相相间故障，采集到的模量行波为：
对于两相接地故障，采集到的模量行波为：
对于三相故障，采集到的模量行波为：
式中，i0,iα,iβ分别为0模、α模、β模量行波，K为计测试环境下综合变比，β为母线处电流反射系数，E为故障点电压幅值，θ为故障点电压在故障时刻相角，Z1为被测线路线模波阻抗，Z0为被测线路零模波阻抗，Rg为接地电阻，Rf为故障过渡电阻。
S4、计算不同故障类型下行波测距装置的启动范围；
其中，若行波测距装置设定的启动阈值为iset，将模量行波与iset进行比较，当模量行波大于iset时，行波测距装置应启动。
模量行波与iset比较的具体公式是：
当故障类型为单相接地故障时，计算公式为：
当故障类型为两相相间故障时，计算公式为：
当故障类型为两相接地故障时，计算公式为：
当故障类型为三相故障时，计算公式为：
在各故障情况下绘出电压故障初相角-过渡电阻平面上的行波测距装置启动范围，其流程如图7所示。
本发明实施例提供的一种行波测距装置启动可靠性计算方法，具有如下有益效果：
耦合了与行波测距装置的启动有关的四个因素：母线出线数、过渡电阻、电压故障初相角和故障类型，构成一个包含所有故障的故障空间，行波测距装置的启动范围即为在以上故障空间内的启动范围；将故障类型分为单相接地故障、两相相间故障、两相接地故障和三相故障四种，并在四种故障类型下使用公式分别计算出精确的行波测距装置启动范围，即行波测距装置启动可靠性。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。