专利名称：同杆双回线故障精确测距方法
技术领域：
本发明专利涉及电力系统输电线路继电保护领域，尤其涉及超高压同杆双回线和特高压同杆双回线任意故障时的故障距离的精确测量(简称故障测距)。
背景技术：
同杆双回线具有高可靠性、占地少、投资省的特点，在高压输电系统中被广泛的应用。同杆双回线在运行中可能发生各种短路故障。由于同杆双回线有6根导线，各种故障组合多达一百多种，目前还没有可以在同杆双回线任意故障时精确测量故障距距的方法。超高压同杆双回线和特高压同杆双回线的导线间距大，导线与导线之间的间距相差很大，因此导线间的互阻抗和互电纳相差很大。目前各种同杆双回线故障测距方法都假设导线间的互阻抗和互电纳相等，造成目前各种同杆双回线故障测距方法在实际的故障测距中误差很大。
发明内容
为了克服目前各种超高压同杆双回线和特高压同杆双回线的故障测距方法不能避免导线间的互阻抗和互电纳相差造成的测距误差和在任意故障时实现故障测距的问题。 本发明提供了一种新的超高压同杆双回线和特高压同杆双回线的故障测距方法。本方法利用同杆双回线的故障精确计算技术实现同杆双回线任意故障的精确测距。包括以下步骤(1)采集同杆双回线母线处的各导线的电流、电压信号。利用故障前、后的电流采样值和电压采样值用傅里叶算法计算出故障前和故障后电流的向量、故障前和故障后电压的向量的实测值。(2)用步骤(1)得到的电气量计算出同杆双回线两侧的系统阻抗矩阵和电势。(3)利用估计的故障点与两侧母线的距离和各段线路的阻抗矩阵和电纳矩阵，采用特征模量分解技术和传输线方程构成故障点两侧的转移矩阵。对于每段长度为1的同杆双回线，用特征模量变换方法将同杆双回线的6相解耦成6个相互独立的模分量η，Φ，ξ，
α，β，δ。
W11 W12 ST11S'1 ST12Q-1W21 W22 -Q;:…(公式 D公式中S和Q为特征模量分解矩阵，W11、W12、W21和W22为转移矩阵，T11, T12、T21和 T22的矩阵如下
权利要求
1.一种同杆双回线故障精确测距方法，其特征是利用故障前、后的电流采样值和电压采样值用傅里叶算法计算出故障前和故障后电流的向量的实测值，用故障前和故障后电压的向量；计算出同杆双回线两侧的系统阻抗矩阵和电势；用估计的故障点和两侧母线的距离和各段线路的阻抗矩阵和电纳矩阵，采用特征模量分解技术和传输线方程构成故障点两侧的转移矩阵；选择故障电阻构成故障点的电阻矩阵；解方程计算出同杆双回线两侧的电流向量和两侧母线的电压向量的计算值；计算各向量计算值与实测值的误差平方和；在故障距离和故障电阻取的不同值中与实际故障距离和故障电阻最接近的故障距离和故障电阻值计算的误差平方和最小。
2.根据权利要求1所述的一种同杆双回线故障精确测距方法，其特征是采集同杆双回线母线处的各导线的电流、电压信号，利用故障前、后的电流采样值和电压采样值用傅里叶算法计算出故障前和故障后电流的向量、故障前和故障后电压的向量的实测值；计算出同杆双回线两侧的系统阻抗矩阵和电势。
3.根据权利要求1所述的一种同杆双回线故障精确测距方法，其特征是利用估计的故障点与两侧母线的距离和各段线路的阻抗矩阵和电纳矩阵，采用特征模量分解技术和传输线方程构成故障点两侧的转移矩阵，对于每段同杆双回线，用特征模量变换方法将同杆双回线的6相解耦成6个相互独立的模分量η，Φ，ξ，α，β，δ ；计算出各段线路转移矩阵；将各段线路转移矩阵按照从母线到故障点的顺序相乘得到故障点到两侧母线的转移矩阵。
4.根据权利要求1所述的一种同杆双回线故障精确测距方法，其特征是选择故障电阻构成故障点的电阻矩阵；解方程得到两侧母线电压向量、线路到母线的电流向量的计算值；计算两侧母线电压向量和线路到母线的电流向量的计算值与两侧母线电压向量和线路到母线的电流向量的实测值的误差平方和。
5.根据权利要求1所述的一种同杆双回线故障精确测距方法，其特征是对故障距离， 从左侧母线开始至右侧母线，采用0. Ikm的距离间隔；对故障电阻从10_12Ω至300Ω按0. 1 欧的故障电阻间隔，超过300 Ω则取IO12 Ω，计算两侧母线电压向量和线路到母线的电流向量的计算值与两侧母线电压向量和线路到母线的电流向量的实测值的误差平方和，在故障距离和故障电阻取的不同值计算的误差平方和中，与实际故障距离和实际故障电阻最接近的故障距离和故障电阻取的值计算得到的误差平方和最小。
全文摘要
一种同杆双回线故障精确测距方法。为了克服目前同杆双回线的故障测距方法不能避免导线间的互阻抗和互电纳相差造成的测距误差和在任意故障时实现故障测距的问题，采用精确的故障计算方法1..用傅里叶算法计算出故障前和故障后电流、电压向量的实测值，2..计算出两侧系统阻抗矩阵和电势，3.取不同故障距离值，采用特征模量分解方法计算得到同杆双回线故障点到母线的转移矩阵，4.取不同故障电阻值构成故障点的电阻矩阵，5.解方程得到两侧母线电压向量、线路到母线的电流向量计算值，6.计算各向量计算值与实测值的误差平方和。在故障距离和故障电阻取的不同值中与实际故障距离和故障电阻最接近的故障距离和故障电阻值步骤6计算的误差平方和最小。
文档编号G01R31/02GK102495325SQ20111040000
公开日2012年6月13日 申请日期2011年12月5日 优先权日2011年12月5日
发明者张健康, 李怀强, 林军, 粟小华, 胡勇 申请人:西北电网有限公司