一种用于电网线路的变时限距离保护测距方法和装置与流程

本发明涉及继电保护领域,并且更具体地，涉及一种用于电网线路的变时限距离保护测距方法和装置。

背景技术：

整定计算和正确的定值是确保继电保护装置发挥正常性能的必要条件，目前电网的继电保护整定包括线路保护、母线保护、变压器保护、断路器保护、失灵保护过电压及远跳保护等。其中，大多数保护在基建投入时的整定值可以适应电网局部的变化，一般不会频繁更改定值。而线路保护的距离后备保护需要和相邻线路的距离后备保护配合，在电网线路的开断、新建过程中，需要对相关线路重新计算定值，并下发到相关变电站更改定值。实际上，基建项目计划和实施的不一致性，需要更改的定值还不能一次到位，往往还会造成更改过程中定值失去配合。

变时限距离保护利用距离保护在线路故障动作时候的相关参数，例如故障点与保护安装处之间的距离，采集的线路电压和电流等，加上相关的离线信息，例如各距离保护段阻抗定值及线路长度等，自动计算出动作时限，能够实现相邻线路距离保护动作时限的自动配合。因此，在变时限距离保护中，准确测量故障点与保护安装处之间的距离就成为在变时限距离保护中影响保护动作时限计算准确性的一个关键点。

技术实现要素：

为了解决现有技术在变时限距离保护中缺乏准确测量电网线路故障点与保护安装处之间的距离的方法和装置的技术问题，本发明提供了一种用于电网线路的变时限距离保护测距方法和装置。本发明所述的用于电网线路的变时限距离保护测距方法包括：

确定线路故障是单相故障或者相间故障；

当线路故障是单相故障时，根据故障相电压故障相电流整定阻抗值zzdfni(1)以及零序电流i0确定从距离保护i段开始的m-i个距离保护段是否满足各自已建立的接地电抗线判据f1i(1)和零序电抗线判据f2i(1),当且仅当从距离保护i段开始的m-i个距离保护段都满足各自已建立的接地电抗线判据f1i(1)和零序电抗线判据f2i(1)时，从j＝2开始，根据距离保护i段已建立的接地电抗线判据f1i(j)和零序电抗线判据f2i(j)、距离保护i段的定值zzdi以及第j-1次整定阻抗值zzdfni(j-1)计算距离保护i段第j次的整定阻抗值zzdfni(j),其中，1≤i＜m,2≤j＜n，m为大于3的自然数，n为大于10的自然数；

当线路故障是相间故障时，根据故障相间电压故障相间电流和整定阻抗值zzdfni(1)确定从距离保护i段开始的m-i个距离保护段是否满足各自已建立的相间电抗线判据f3i(1)，当且仅当从距离保护i段开始的m-i个距离保护段都满足各自已建立的相间电抗线判据f3i(1)时，从j＝2开始，根据距离保护i段已建立的相间电抗线判据f3i(j)、距离保护i段的定值zzdi和第j-1次整定阻抗值zzdfni(j-1)计算距离保护i段第j次的整定阻抗值zzdfni(j),其中，1≤i＜m,2≤j＜n，m为大于3的自然数，n为大于10的自然数；

根据预先设置的保护安装处每公里的阻抗一次值b、电压互感器变比npt、电流互感器变比nct以及当j＝n-1时的距离保护i段的整定阻抗值zzdfni(n-1)计算线路故障点和保护安装处的距离c。

进一步地，在确定线路故障是单相故障或者相间故障之前包括：

采集变时限距离保护安装处的三相电压和电流二次值的瞬时值；

根据所述采集的三相电压和电流二次值的瞬时值确定三相电压基波相量值和电流基波相量值

根据变时限距离保护安装处的电流基波相量值计算零序电流

将保护安装处的m-1个距离保护段各自的定值zzdi分别作为其整定阻抗值zzdfni(j)在j＝1时的值，其中1≤i＜m,m为大于3的自然数；

设置保护安装处每公里的阻抗一次值b、电压互感器变比npt和电流互感器变比nct的值；

建立每个距离保护段的接地电抗线判据、零序电抗线判据和相间电抗线判据，其中：

接地电抗线判据的公式为：

零序电抗线判据的公式为：

相间电抗线判据的公式为：

式中，k是预先设置的零序补偿系数，是故障相电压，其值为故障相的电压基波相量值，是故障相间电压，其值为故障相间的电压基波相量值之差，是故障相电流，其值为故障相的电流基波相量值，是故障相间电流，其值为故障相间的电流基波相量值之差，是零序电流，zzdfni(j)是距离保护i段第j次的整定阻抗，其中1≤i<m,2≤j<n，m为大于3的自然数，n为大于10的自然数。

进一步地，当线路故障是单相故障时，根据故障相电压故障相电流整定阻抗值zzdfni(1)以及零序电流确定从距离保护i段开始的m-i个距离保护段是否满足各自已建立的接地电抗线判据f1i(1)和零序电抗线判据f2i(1),当且仅当从距离保护i段开始的m-i个距离保护段都满足各自已建立的接地电抗线判据f1i(1)和零序电抗线判据f2i(1)时，从j＝2开始，根据距离保护i段已建立的接地电抗线判据f1i(j)和零序电抗线判据f2i(j)、距离保护i段的定值zzdi以及第j-1次整定阻抗值zzdfni(j-1)计算距离保护i段第j次的整定阻抗值zzdfni(j)包括:

将故障相电压故障相电流以及确定的整定阻抗值zzdfni(1)和零序电流分别代入接地电抗线判据的公式f1i(1)和零序电抗线判据的公式f2i(1)，当不是从距离保护i段开始的m-i个距离保护段均满足90°≤f1i(1)≤270°且90°≤f2i(1)≤270°时，测距结束；

当从距离保护i段开始的m-i个距离保护段均满足90°≤f1i(1)≤270°且90°≤f2i(1)≤270°时，从j＝2开始，根据距离保护i段已建立的接地电抗线判据f1i(j)和零序电抗线判据f2i(j)、距离保护i段的定值zzdi以及第j-1次整定阻抗值zzdfni(j-1)计算距离保护i段第j次的整定阻抗值zzdfni(j)，其公式为：

当距离保护i段满足90°≤f1i(j-1)≤270°且90°≤f2i(j-1)≤270°时，

zzdfni(j)＝zzdfni(j-1)-0.5^j-1*zzdi

当距离保护i段不满足90°≤f1i(j-1)≤270°或者90°≤f2i(j-1)≤270°时，

zzdfni(j)＝zzdfni(j-1)+0.5^j-1*zzdi

式中，1≤i＜m,2≤j＜n，m为大于3的自然数，n为大于10的自然数。

进一步地，当线路故障是相间故障时，根据故障相间电压故障相间电流和整定阻抗值zzdfni(1)确定从距离保护i段开始的m-i个距离保护段是否满足各自已建立的相间电抗线判据f3i(1)，当且仅当从距离保护i段开始的m-i个距离保护段都满足各自已建立的相间电抗线判据f3i(1)时，从j＝2开始，根据距离保护i段已建立的相间电抗线判据f3i(j)、距离保护i段的定值zzdi和第j-1次整定阻抗值zzdfni(j-1)计算距离保护i段第j次的整定阻抗值zzdfni(j)包括：

将故障相间电压故障相间电流和整定阻抗值zzdfni(1)分别代入相间电抗线判据f3i(1)，当不是从距离保护i段开始的m-i个距离保护段均满足90°≤f3i(1)≤270°且90°≤f3i(1)≤270°时，测距结束；

当从距离保护i段开始的m-i个距离保护段均满足90°≤f3i(1)≤270°时，从j＝2开始，根据距离保护i段已建立的相间电抗线判据f3i(j)距离保护i段的定值zzdi以及第j-1次整定阻抗值zzdfni(j-1)计算距离保护i段第j次的整定阻抗值zzdfni(j)，其公式为：

当距离保护i段满足90°≤f3i(j-1)≤270°时，

zzdfni(j)＝zzdfni(j-1)-0.5^j-1*zzdi

当距离保护i段不满足90°≤f3i(j-1)≤270°时，

zzdfni(j)＝zzdfni(j-1)+0.5^j-1*zzdi

式中，1≤i＜m,2≤j＜n，m为大于3的自然数，n为大于10的自然数。

进一步地，根据预先设置的保护安装处每公里的阻抗一次值b、电压互感器变比npt、电流互感器变比nct以及当j＝n-1时的距离保护i段的整定阻抗值zzdfni(n-1)计算线路故障点和保护安装处的距离c的公式为：

c＝(zzdfni(n-1)×(npt/nct))/b

式中，b是保护安装处每公里的阻抗一次值的设置值、npt是电压互感器变比，nct是电流互感器变比，zzdfni(n-1)是距离保护i段在j＝n-1时的整定阻抗值zzdfni(n-1)。

根据本发明的另一方面，本发明提供一种用于电网线路的变时限距离保护测距装置，所述装置包括：

故障类型确定单元，其用于确定线路故障是单相故障或者相间故障；

第三计算单元，其用于在线路故障是单相故障时，根据故障相电压故障相电流整定阻抗值zzdfni(1)以及零序电流确定从距离保护i段开始的m-i个距离保护段是否满足各自已建立的接地电抗线判据f1i(1)和零序电抗线判据f2i(1),当且仅当从距离保护i段开始的m-i个距离保护段都满足各自已建立的接地电抗线判据f1i(1)和零序电抗线判据f2i(1)时，从j＝2开始，根据距离保护i段已建立的接地电抗线判据f1i(j)和零序电抗线判据f2i(j)、距离保护i段的定值zzdi以及第j-1次整定阻抗值zzdfni(j-1)计算距离保护i段第j次的整定阻抗值zzdfni(j),其中，1≤i＜m,2≤j＜n，m为大于3的自然数，n为大于10的自然数；

第四计算单元，其用于在线路故障是相间故障时，根据故障相间电压故障相间电流和整定阻抗值zzdfni(1)确定从距离保护i段开始的m-i个距离保护段是否满足各自已建立的相间电抗线判据f3i(1)，当且仅当从距离保护i段开始的m-i个距离保护段都满足各自已建立的相间电抗线判据f3i(1)时，从j＝2开始，根据距离保护i段已建立的相间电抗线判据f3i(j)、距离保护i段的定值zzdi和第j-1次整定阻抗值zzdfni(j-1)计算距离保护i段第j次的整定阻抗值zzdfni(j),其中，1≤i＜m,2≤j<n，m为大于3的自然数，n为大于10的自然数；

第五计算单元，其用于根据预先设置的保护安装处每公里的阻抗一次值b、电压互感器变比npt、电流互感器变比nct以及当j＝n-1时的距离保护i段的整定阻抗值zzdfni(n-1)计算线路故障点和保护安装处的距离c。

进一步地，所述装置还包括：

数据采集单元，其用于采集变时限距离保护安装处的三相电压和电流二次值的瞬时值；

第一计算单元，其用于根据所述采集的三相电压和电流二次值的瞬时值确定三相电压基波相量值和电流基波相量值以及根据变时限距离保护安装处的电流基波相量二次值计算零序电流

第二计算单元，其用于将保护安装处的m-1个距离保护段各自的定值zzdi分别作为其整定阻抗值zzdfni(j)在j＝1时的值，其中1≤i<m,m为大于3的自然数；

参数设置单元，其用于设置保护安装处每公里的阻抗一次值b、电压互感器变比npt和电流互感器变比nct的值，以及建立每个距离保护段的接地电抗线判据、零序电抗线判据和相间电抗线判据，其中：

接地电抗线判据的公式为：

零序电抗线判据的公式为：

相间电抗线判据的公式为：

式中，k是预先设置的零序补偿系数，是故障相电压，其值为故障相的电压基波相量值，是故障相间电压，其值为故障相间的电压基波相量值之差，是故障相电流，其值为故障相的电流基波相量值，是故障相间电流，其值为故障相间的电流基波相量值之差，是零序电流，zzdfni(j)是距离保护i段第j次的整定阻抗，其中1≤i＜m,2≤j＜n，m为大于3的自然数，n为大于10的自然数。

进一步地，所述第三计算单元在线路故障是单相故障时，根据故障相电压故障相电流整定阻抗值zzdfni(1)以及零序电流确定从距离保护i段开始的m-i个距离保护段是否满足各自已建立的接地电抗线判据f1i(1)和零序电抗线判据f2i(1),当且仅当从距离保护i段开始的m-i个距离保护段都满足各自已建立的接地电抗线判据f1i(1)和零序电抗线判据f2i(1)时，从j＝2开始，根据距离保护i段已建立的接地电抗线判据f1i(j)和零序电抗线判据f2i(j)、距离保护i段的定值zzdi以及第j-1次整定阻抗值zzdfni(j-1)计算距离保护i段第j次的整定阻抗值zzdfni(j)包括:

将故障相电压故障相电流以及确定的整定阻抗值zzdfni(1)和零序电流分别代入接地电抗线判据的公式f1i(1)和零序电抗线判据的公式f2i(1)，当不是从距离保护i段开始的m-i个距离保护段均满足90°≤f1i(1)≤270°且90°≤f2i(1)≤270°时，测距结束；

当从距离保护i段开始的m-i个距离保护段均满足90°≤f1i(1)≤270°且90°≤f2i(1)≤270°时，从j＝2开始，根据距离保护i段已建立的接地电抗线判据f1i(j)和零序电抗线判据f2i(j)、距离保护i段的定值zzdi以及第j-1次整定阻抗值zzdfni(j-1)计算距离保护j段第j次的整定阻抗值zzdfni(j)，其公式为：

当距离保护i段满足90°≤f1i(j-1)≤270°且90°≤f2i(j-1)≤270°时，

zzdfni(j)＝zzdfni(j-1)-0.5^j-1*zzdi

当距离保护i段不满足90°≤f1i(j-1)≤270°或者90°≤f2i(j-1)≤270°时，

zzdfni(j)＝zzdfni(j-1)+0.5^j-1*zzdi

式中，1≤i＜m,2≤j＜n，m为大于3的自然数，n为大于10的自然数。

进一步地，所述第四计算单元在线路故障是相间故障，根据故障相间电压故障相间电流和整定阻抗值zzdfni(1)确定从距离保护i段开始的m-i个距离保护段是否满足各自已建立的相间电抗线判据f3i(1)，当且仅当从距离保护i段开始的m-i个距离保护段都满足各自已建立的相间电抗线判据f3i(1)时，从j＝2开始，根据距离保护i段已建立的相间电抗线判据f3i(j)、距离保护i段的定值zzdi和第j-1次整定阻抗值zzdfni(j-1)计算距离保护i段第j次的整定阻抗值zzdfni(j)包括：

将故障相间电压故障相间电流和整定阻抗值zzdfni(1)分别代入相间电抗线判据f3i(1)，当不是从距离保护i段开始的m-i个距离保护段均满足90°≤f3i(1)≤270°且90°≤f3i(1)≤270°时，测距结束；

当从距离保护i段开始的m-i个距离保护段均满足90°≤f3i(1)≤270°时，从j＝2开始，根据距离保护i段已建立的相间电抗线判据f3i(j)距离保护i段的定值zzdi以及第j-1次整定阻抗值zzdfni(j-1)计算距离保护i段第j次的整定阻抗值zzdfni(j)，其公式为：

当距离保护i段满足90°≤f3i(j-1)≤270°时，

zzdfni(j)＝zzdfni(j-1)-0.5^j-1*zzdi

当距离保护i段不满足90°≤f3i(j-1)≤270°时，

zzdfni(j)＝zzdfni(j-1)+0.5^j-1*zzdi

式中，1≤i＜m,2≤j＜n，m为大于3的自然数，n为大于10的自然数。

进一步地，所述第五计算单元根据预先设置的保护安装处每公里的阻抗一次值b、电压互感器变比npt、电流互感器变比nct以及当j＝n-1时的距离保护i段的整定阻抗值zzdfni(n-1)计算线路故障点和保护安装处的距离c的公式为：

c＝(zzdfni(n-1)×(npt/nct))/b

式中，b是保护安装处每公里的阻抗一次值的设置值、npt是电压互感器变比，nct是电流互感器变比，zzdfni(n-1)是距离保护i段在j＝n-1时的整定阻抗值zzdfni(n-1)。

本发明技术方案提供的用于电网线路的变时限距离保护测距方法和装置首先通过不同故障情况下的电抗线判据，利用各距离保护段的定值作为其初始整定阻抗值，确定进行后续电抗线判据的距离保护段，然后根据确定的距离保护段整定阻抗值的计算公式确定进行该距离保护段下次电抗线判据的整定阻抗值，通过多次循环，确定最终的整定阻抗值，最后根据距离计算公式确定变时限距离保护中故障点与保护安装处之间的距离。本发明所述的用于电网线路的变时限距离保护测距方法和装置在电网线路的故障发生在距离保护段范围内时，能够对故障点进行精确定位，误差在1e-3。

附图说明

通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：

图1为根据本发明优选实施方式的用于电网线路的变时限距离保护测距方法的流程图；

图2为根据本发明优选实施方式的用于电网线路的变时限距离保护测距装置的结构示意图；

图3为根据本发明另一个优选实施方式的用于电网线路的变时限距离保护测距方法的流程图。

具体实施方式

现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。

除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。

实施例一

图1为根据本发明优选实施方式的用于电网线路的变时限距离保护测距方法的流程图。如图1所示，本发明所述的用于电网线路的变时限距离保护测距方法100从步骤101开始。

在步骤101，采集变时限距离保护安装处的三相电压和电流二次值的瞬时值。

在步骤102，根据所述采集的三相电压和电流二次值的瞬时值确定三相电压基波相量值和电流基波相量值以及根据变时限距离保护安装处的电流基波相量二次值计算零序电流其中，所述三相电压基波相量值和三相电流基波相量值是通过对采集的三相电压和电流二次值的瞬时值采用傅立叶算法计算得到的。计算零序电流的公式为：

在步骤103，将保护安装处的m-1个距离保护段各自的定值zzdi分别作为其整定阻抗值zzdfni(j)在j＝1时的值，其中1≤i＜m,m为大于3的自然数；

在步骤104，设置保护安装处每公里的阻抗一次值b、电压互感器变比npt和电流互感器变比nct的值，以及建立每个距离保护段的接地电抗线判据、零序电抗线判据和相间电抗线判据，其中：

接地电抗线判据的公式为：

零序电抗线判据的公式为：

相间电抗线判据的公式为：

式中，k是预先设置的零序补偿系数，是故障相电压，其值为故障相的电压基波相量值，是故障相间电压，其值为故障相间的电压基波相量值之差，是故障相电流，其值为故障相的电流基波相量值，是故障相间电流，其值为故障相间的电流基波相量值之差，是零序电流，zzdfni(j)是距离保护i段第j次的整定阻抗，其中1≤i＜m,2≤j＜n，m为大于3的自然数，n为大于10的自然数；

在步骤105，确定线路故障是单相故障或者相间故障；

在步骤106，当线路故障是单相故障时，根据故障相电压故障相电流整定阻抗值zzdfni(1)以及零序电流确定从距离保护i段开始的m-i个距离保护段是否满足各自已建立的接地电抗线判据f1i(1)和零序电抗线判据f2i(1),当且仅当从距离保护i段开始的m-i个距离保护段都满足各自已建立的接地电抗线判据f1i(1)和零序电抗线判据f2i(1)时，从j＝2开始，根据距离保护i段已建立的接地电抗线判据f1i(j)和零序电抗线判据f2i(j)、距离保护i段的定值zzdi以及第j-1次整定阻抗值zzdfni(j-1)计算距离保护i段第j次的整定阻抗值zzdfni(j),其中，1≤i＜m,2≤j＜n，m为大于3的自然数，n为大于10的自然数；

在步骤107，当线路故障是相间故障时，根据故障相间电压故障相间电流和整定阻抗值zzdfni(1)确定从距离保护i段开始的m-i个距离保护段是否满足各自已建立的相间电抗线判据f3i(1)，当且仅当从距离保护i段开始的m-i个距离保护段都满足各自已建立的相间电抗线判据f3i(1)时，从j＝2开始，根据距离保护i段已建立的相间电抗线判据f3i(j)、距离保护i段的定值zzdi和第j-1次整定阻抗值zzdfni(j-1)计算距离保护i段第j次的整定阻抗值zzdfni(j),其中，1≤i＜m,2≤j＜n，m为大于3的自然数，n为大于10的自然数；

在步骤108，根据预先设置的保护安装处每公里的阻抗一次值b、电压互感器变比npt、电流互感器变比nct以及当j＝n-1时的距离保护i段的整定阻抗值zzdfni(n-1)计算线路故障点和保护安装处的距离c。

优选地，当线路故障是单相故障时，根据故障相电压故障相电流整定阻抗值zzdfni(1)以及零序电流确定从距离保护i段开始的m-i个距离保护段是否满足各自已建立的接地电抗线判据f1i(1)和零序电抗线判据f2i(1),当且仅当从距离保护i段开始的m-i个距离保护段都满足各自已建立的接地电抗线判据f1i(1)和零序电抗线判据f2i(1)时，从j＝2开始，根据距离保护i段已建立的接地电抗线判据f1i(j)和零序电抗线判据f2i(j)、距离保护i段的定值zzdi以及第j-1次整定阻抗值zzdfni(j-1)计算距离保护i段第j次的整定阻抗值zzdfni(j)包括:

将故障相电压故障相电流以及确定的整定阻抗值zzdfni(1)和零序电流分别代入接地电抗线判据的公式f1i(1)和零序电抗线判据的公式f2i(1)，当不是从距离保护i段开始的m-i个距离保护段均满足90°≤f1i(1)≤270°且90°≤f2i(1)≤270°时，测距结束；

当从距离保护i段开始的m-i个距离保护段均满足90°≤f1i(1)≤270°且90°≤f2i(1)≤270°时，从j＝2开始，根据距离保护i段已建立的接地电抗线判据f1i(j)和零序电抗线判据f2i(j)、距离保护i段的定值zzdi以及第j-1次整定阻抗值zzdfni(j-1)计算距离保护i段第j次的整定阻抗值zzdfni(j)的公式为：

当距离保护i段满足90°≤f1i(j-1)≤270°且90°≤f2i(j-1)≤270°时，

zzdfni(j)＝zzdfni(j-1)-0.5^j-1*zzdi

当距离保护i段不满足90°≤f1i(j-1)≤270°或者90°≤f2i(j-1)≤270°时，

zzdfni(j)＝zzdfni(j-1)+0.5^j-1*zzdi

式中，1≤i＜m,2≤j＜n，m为大于3的自然数，n为大于10的自然数。

优选地，当线路故障是相间故障时，根据故障相间电压故障相间电流和整定阻抗值zzdfni(1)确定从距离保护i段开始的m-i个距离保护段是否满足各自已建立的相间电抗线判据f3i(1)，当且仅当从距离保护i段开始的m-i个距离保护段都满足各自已建立的相间电抗线判据f3i(1)时，从j＝2开始，根据距离保护i段已建立的相间电抗线判据f3i(j)、距离保护i段的定值zzdi和第j-1次整定阻抗值zzdfni(j-1)计算距离保护i段第j次的整定阻抗值zzdfni(j)包括：

将故障相间电压故障相间电流和整定阻抗值zzdfni(1)分别代入相间电抗线判据f3i(1)，当不是从距离保护i段开始的m-i个距离保护段均满足90°≤f3i(1)≤270°且90°≤f3i(1)≤270°时，测距结束；

当从距离保护i段开始的m-i个距离保护段均满足90°≤f3i(1)≤270°时，从j＝2开始，根据距离保护i段已建立的相间电抗线判据f3i(j)距离保护i段的定值zzdi以及第j-1次整定阻抗值zzdfni(j-1)计算距离保护i段第j次的整定阻抗值zzdfni(j)的公式为：

当距离保护i段满足90°≤f3i(j-1)≤270°时，

zzdfni(j)＝zzdfni(j-1)-0.5^j-1*zzdi

当距离保护i段不满足90°≤f3i(j-1)≤270°时，

zzdfni(j)＝zzdfni(j-1)+0.5^j-1*zzdi

式中，1≤i<m,2≤j＜n，m为大于3的自然数，n为大于10的自然数。

优选地，根据预先设置的保护安装处每公里的阻抗一次值b、电压互感器变比npt、电流互感器变比nct以及当j＝n-1时的距离保护i段的整定阻抗值zzdfni(n-1)计算线路故障点和保护安装处的距离c的公式为：

c＝(zzdfni(n-1)×(npt/nct))/b

式中，b是保护安装处每公里的阻抗一次值的设置值、npt是电压互感器变比，nct是电流互感器变比，zzdfni(n-1)是距离保护i段在j＝n-1时的整定阻抗值zzdfni(n-1)。

图2为根据本发明优选实施方式的用于电网线路的变时限距离保护测距装置的结构示意图。如图2所示，本发明所述的用于电网线路的变时限距离保护测距装置200包括：

数据采集单元201，其用于采集变时限距离保护安装处的三相电压和电流二次值的瞬时值。

第一计算单元202，其用于根据所述采集的三相电压和电流二次值的瞬时值确定三相电压基波相量值和电流基波相量值以及根据变时限距离保护安装处的电流基波相量二次值计算零序电流其中，所述三相电压基波相量值和三相电流基波相量值是通过对采集的三相电压和电流二次值的瞬时值采用傅立叶算法计算得到的。计算零序电流的公式为：

第二计算单元203，其用于将保护安装处的m-1个距离保护段各自的定值zzdi分别作为其整定阻抗值zzdfni(j)在j＝1时的值，其中1≤i＜m,m为大于3的自然数。

参数设置单元204，其用于设置保护安装处每公里的阻抗一次值b、电压互感器变比npt和电流互感器变比nct的值，以及建立每个距离保护段的接地电抗线判据、零序电抗线判据和相间电抗线判据，其中：

接地电抗线判据的公式为：

零序电抗线判据的公式为：

相间电抗线判据的公式为：

式中，k是预先设置的零序补偿系数，是故障相电压，其值为故障相的电压基波相量值，是故障相间电压，其值为故障相间的电压基波相量值之差，是故障相电流，其值为故障相的电流基波相量值，是故障相间电流，其值为故障相间的电流基波相量值之差，是故障相间电压，是故障相电流，是故障相间电流，是零序电流，zzdfni(i)是距离保护i段第i次的整定阻抗，其中1≤i＜m,2≤i＜n，m为大于3的自然数，n为大于10的自然数。

故障类型确定单元205，其用于确定线路故障是单相故障或者相间故障；

第三计算单元206，其用于在线路故障是单相故障时，根据故障相电压故障相电流整定阻抗值zzdfni(1)以及零序电流确定从距离保护i段开始的m-i个距离保护段是否满足各自已建立的接地电抗线判据f1i(1)和零序电抗线判据f2i(1),当且仅当从距离保护i段开始的m-i个距离保护段都满足各自已建立的接地电抗线判据f1i(1)和零序电抗线判据f2i(1)时，从j＝2开始，根据距离保护i段已建立的接地电抗线判据f1i(j)和零序电抗线判据f2i(j)、距离保护i段的定值zzdi以及第j-1次整定阻抗值zzdfni(j-1)计算距离保护i段第j次的整定阻抗值zzdfni(j),其中，1≤i<m,2≤j＜n，m为大于3的自然数，n为大于10的自然数；

第四计算单元207，其用于在线路故障是相间故障时，根据故障相间电压故障相间电流和整定阻抗值zzdfni(1)确定从距离保护i段开始的m-i个距离保护段是否满足各自已建立的相间电抗线判据f3i(1)，当且仅当从距离保护i段开始的m-i个距离保护段都满足各自已建立的相间电抗线判据f3i(1)时，从j＝2开始，根据距离保护i段已建立的相间电抗线判据f3i(j)、距离保护i段的定值zzdi和第j-1次整定阻抗值zzdfni(j-1)计算距离保护i段第j次的整定阻抗值zzdfni(j),其中，1≤i<m,2≤j＜n，m为大于3的自然数，n为大于10的自然数；

第五计算单元208，其用于根据预先设置的保护安装处每公里的阻抗一次值b、电压互感器变比npt、电流互感器变比nct以及当j＝n-1时的距离保护i段的整定阻抗值zzdfni(n-1)计算线路故障点和保护安装处的距离c。

优选地，所述第三计算单元206在线路故障是单相故障时，根据故障相电压故障相电流整定阻抗值zzdfni(1)以及零序电流i0确定从距离保护i段开始的m-i个距离保护段是否满足各自已建立的接地电抗线判据f1i(1)和零序电抗线判据f2i(1),当且仅当从距离保护i段开始的m-i个距离保护段都满足各自已建立的接地电抗线判据f1i(1)和零序电抗线判据f2i(1)时，从j＝2开始，根据距离保护i段已建立的接地电抗线判据f1i(j)和零序电抗线判据f2i(j)、距离保护i段的定值zzdi以及第j-1次整定阻抗值zzdfni(j-1)计算距离保护i段第j次的整定阻抗值zzdfni(j)包括:

将故障相电压故障相电流以及确定的整定阻抗值zzdfni(1)和零序电流分别代入接地电抗线判据的公式f1i(1)和零序电抗线判据的公式f2i(1)，当不是从距离保护i段开始的m-i个距离保护段均满足90°≤f1i(1)≤270°且90°≤f2i(1)≤270°时，测距结束；

当从距离保护i段开始的m-i个距离保护段均满足90°≤f1i(1)≤270°且90°≤f2i(1)≤270°时，从j＝2开始，根据距离保护i段已建立的接地电抗线判据f1i(j)和零序电抗线判据f2i(j)、距离保护i段的定值zzdi以及第j-1次整定阻抗值zzdfni(j-1)计算距离保护i段第j次的整定阻抗值zzdfni(j)的公式为：

当距离保护i段满足90°≤f1i(j-1)≤270°且90°≤f2i(j-1)≤270°时，

zzdfni(j)＝zzdfni(j-1)-0.5^j-1*zzdi

当距离保护i段不满足90°≤f1i(j-1)≤270°或者90°≤f2i(j-1)≤270°时，

zzdfni(j)＝zzdfni(j-1)+0.5^j-1*zzdi

式中，1≤i＜m,2≤j<n，m为大于3的自然数，n为大于10的自然数。

优选地，所述第四计算单元207在线路故障是相间故障，根据故障相间电压故障相间电流和整定阻抗值zzdfni(1)确定从距离保护i段开始的m-i个距离保护段是否满足各自已建立的相间电抗线判据f3i(1)，当且仅当从距离保护i段开始的m-i个距离保护段都满足各自已建立的相间电抗线判据f3i(1)时，从j＝2开始，根据距离保护i段已建立的相间电抗线判据f3i(j)、距离保护i段的定值zzdi和第j-1次整定阻抗值zzdfni(j-1)计算距离保护i段第j次的整定阻抗值zzdfni(j)包括：

将故障相间电压故障相间电流和整定阻抗值zzdfni(1)分别代入相间电抗线判据f3i(1)，当不是从距离保护i段开始的m-i个距离保护段均满足90°≤f3i(1)≤270°且90°≤f3i(1)≤270°时，测距结束；

当从距离保护i段开始的m-i个距离保护段均满足90°≤f3i(1)≤270°时，从j＝2开始，根据距离保护i段已建立的相间电抗线判据f3i(j)距离保护i段的定值zzdi以及第j-1次整定阻抗值zzdfni(j-1)计算距离保护i段第j次的整定阻抗值zzdfni(j)的公式为：

当距离保护i段满足90°≤f3i(j-1)≤270°时，

zzdfni(j)＝zzdfni(j-1)-0.5^j-1*zzdi

当距离保护i段不满足90°≤f3i(j-1)≤270°时，

zzdfni(j)＝zzdfni(j-1)+0.5^j-1*zzdi

式中，1≤i＜m,2≤j＜n，m为大于3的自然数，n为大于10的自然数。

优选地，所述第五计算单元208根据预先设置的保护安装处每公里的阻抗一次值b、电压互感器变比npt、电流互感器变比nct以及当j＝n-1时的距离保护i段的整定阻抗值zzdfni(n-1)计算线路故障点和保护安装处的距离c的公式为：

c＝(zzdfni(n-1)×(npt/nct))/b

式中，b是保护安装处每公里的阻抗一次值的设置值、npt是电压互感器变比，nct是电流互感器变比，zzdfni(n-1)是距离保护i段在j＝n-1时的整定阻抗值zzdfni(n-1)。

实施例二

图3为根据本发明另一个优选实施方式的用于电网线路的变时限距离保护测距方法的流程图。在本优选实施方式中，共有3个距离保护段。如图3所示，本发明所述的用于电网线路的变时限距离保护测距方法300从步骤301开始。

在步骤301，采集变时限距离保护安装处的三相电压和电流二次值的瞬时值。

在步骤302，根据所述采集的三相电压和电流二次值的瞬时值确定三相电压基波相量值和电流基波相量值以及根据变时限距离保护安装处的电流基波相量值计算零序电流其中，其中，所述三相电压基波相量值和三相电流基波相量值是通过对采集的三相电压和电流二次值的瞬时值采用傅立叶算法计算得到的。计算零序电流的公式为：

在步骤303，将保护安装处的3个距离保护段各自的定值zzdi分别作为其整定阻抗值zzdfni(j)在j＝1时的值，其中1≤i<4；

在步骤304，设置保护安装处每公里的阻抗一次值b、电压互感器变比npt和电流互感器变比nct的值，以及建立3个距离保护段的接地电抗线判据、零序电抗线判据和相间电抗线判据，其中：

接地电抗线判据的公式为：

零序电抗线判据的公式为：

相间电抗线判据的公式为：

式中，k是预先设置的零序补偿系数，是故障相电压，其值为故障相的电压基波相量值，是故障相间电压，其值为故障相间的电压基波相量值之差，是故障相电流，其值为故障相的电流基波相量值，是故障相间电流，其值为故障相间的电流基波相量值之差，是零序电流，zzdfni(j)是距离保护i段第j次的整定阻抗，其中1≤i＜4,2≤j<n，n为大于10的自然数；

在步骤305，确定线路故障是单相故障或者相间故障；

在步骤306，当线路故障是单相故障时，当线路故障是单相故障时，将故障相电压故障相电流以及确定的整定阻抗值zzdfni(1)和零序电流分别代入3个距离保护段的接地电抗线判据的公式

和零序电抗线判据的公式

当不是从距离保护i段开始的4-i个距离保护段均满足90°≤f1i(1)≤270°且90°≤f2i(1)≤270°时，测距结束；

当从距离保护1段开始的3个距离保护段的接地电抗线判据值和零序电抗线判据值均在90°与270°之间时，从j＝2开始，根据距离保护1段已建立的接地电抗线判据f11(j)和零序电抗线判据f21(j)、距离保护1段的定值zzd1以及第j-1次整定阻抗值zzdfn1(j-1)计算距离保护1段第j次的整定阻抗值zzdfn1(j)，其计算公式为：

当距离保护1段满足90°≤f11(j-1)≤270°且90°≤f21(j-1)≤270°时，

zzdfn1(j)＝zzdfn1(j-1)-0.5^j-1*zzd1

当距离保护1段不满足90°≤f11(j-1)≤270°或者90°≤f21(j-1)≤270°时，

zzdfn1(j)＝zzdfn1(j-1)+0.5^j-1*zzd1

式中，2≤j＜n，n为大于10的自然数。

或者当从距离保护2段开始的接地电抗线判据值和零序电抗线判据值均在90°与270°之间时，从j＝2开始，根据距离保护2段已建立的接地电抗线判据f12(j)和零序电抗线判据f22(j)、距离保护2段的定值zzd2以及第j-1次整定阻抗值zzdfn2(j-1)计算距离保护2段第j次的整定阻抗值zzdfn2(j)的公式为：

当距离保护2段满足90°≤f12(j-1)≤270°且90°≤f22(j-1)≤270°时，

zzdfn2(j)＝zzdfn2(j-1)-0.5^j-1*zzd2

当距离保护2段不满足90°≤f12(j-1)≤270°或者90°≤f22(j-1)≤270°时，

zzdfn2(j)＝zzdfn2(j-1)+0.5^j-1*zzd2

式中，2≤j＜n，n为大于10的自然数。

或者仅距离保护3段接地电抗线判据值和零序电抗线判据值均在90°与270°之间时，从j＝2开始，根据距离保护3段已建立的接地电抗线判据f13(j)和零序电抗线判据f23(j)、距离保护3段的定值zzd3以及第j-1次整定阻抗值zzdfn3(j-1)计算距离保护3段第j次的整定阻抗值zzdfn3(j)的公式为：

当距离保护3段满足90°≤f13(j-1)≤270°且90°≤f23(j-1)≤270°时，

zzdfn3(j)＝zzdfn3(j-1)-0.5^j-1*zzd3

当距离保护3段不满足90°≤f13(j-1)≤270°或者90°≤f23(j-1)≤270°时，

zzdfn3(j)＝zzdfn3(j-1)+0.5^j-1*zzd3

式中，2≤j＜n，n为大于10的自然数。

在步骤307，当线路故障是相间故障时，将故障相间电压故障相间电流和整定阻抗值zzdfni(1)分别代入3个距离保护段的相间电抗线判据的公式：

当不是从距离保护i段开始的4-i个距离保护段均满足90°≤f3i(1)≤270°且90°≤f3i(1)≤270°时，测距结束，其中1≤i＜4；

当从距离保护1段开始的3个距离保护段均满足90°≤f3i(1)≤270°时，从j＝2开始，根据距离保护1段已建立的相间电抗线判据f31(j)、距离保护1段的定值zzd1以及第j-1次整定阻抗值zzdfni(j-1)计算距离保护1段第j次的整定阻抗值zzdfni(j)，其计算公式为：

当距离保护1段满足90°≤f31(j-1)≤270°时，

zzdfn1(j)＝zzdfn1(j-1)-0.5^j-1*zzd1

当距离保护1段不满足90°≤f31(j-1)≤270°时，

zzdfn1(j)＝zzdfn1(j-1)+0.5^j-1*zzd1

式中2≤j＜n，n为大于10的自然数。

或者当从距离保护2段开始的2个距离保护段均满足90°≤f3i(1)≤270°时，从j＝2开始，根据距离保护2段已建立的相间电抗线判据f32(j)、距离保护2段的定值zzd2以及第j-1次整定阻抗值zzdfn2(j-1)计算距离保护2段第j次的整定阻抗值zzdfn2(j)，其计算公式为：

当距离保护2段满足90°≤f32(j-1)≤270°时，

zzdfni(j)＝zzdfni(j-1)-0.5^j-1*zzdi

当距离保护2段不满足90°≤f32(j-1)≤270°时，

zzdfn2(j)＝zzdfn2(j-1)+0.5^j-1*zzd2

式中，2≤j＜n，n为大于10的自然数。

或者仅有距离保护3段满足90°≤f33(1)≤270°时，从j＝2开始，根据距离保护3段已建立的相间电抗线判据f33(j)、距离保护3段的定值zzd3以及第j-1次整定阻抗值zzdfn3(j-1)计算距离保护3段第j次的整定阻抗值zzdfn3(j)，其计算公式为：

当距离保护3段满足90°≤f33(j-1)≤270°时，

zzdfn3(j)＝zzdfn3(j-1)-0.5^j-1*zzd3

当距离保护3段不满足90°≤f33(j-1)≤270°时，

zzdfn3(j)＝zzdfn3(j-1)+0.5^j-1*zzd3

式中，2≤j<n，n为大于10的自然数。

在步骤308，根据预先设置的保护安装处每公里的阻抗一次值b、电压互感器变比npt、电流互感器变比nct以及当j＝n-1时的距离保护i段的整定阻抗值zzdfni(n-1)计算线路故障点和保护安装处的距离c。

优选地，根据预先设置的保护安装处每公里的阻抗一次值b、电压互感器变比npt、电流互感器变比nct以及当j＝n-1时的距离保护i段的整定阻抗值zzdfni(n-1)计算线路故障点和保护安装处的距离c的公式为：

c＝(zzdfni(n-1)×(npt/nct))/b

式中，b是保护安装处每公里的阻抗一次值的设置值、npt是电压互感器变比，nct是电流互感器变比，zzdfni(n-1)是距离保护i段在j＝n-1时的整定阻抗值zzdfni(n-1)。

本优选实施方式中的用于电网线路的变时限距离保护测量装置的结构与实施例一中的相同，此处不再描述。

已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。

通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。