[19]
中华人民共和国国家知识产权局
[12]发明专利申请公布说明书
[11]公开号CN 101672883A [43]公开日2010年3月17日
[21]申请号200910168256.2[22]申请日2009.08.20
[21]申请号200910168256.2
[71]申请人北京四方继保自动化股份有限公司
地址100085北京市海淀区上地信息产业基地四
街9号
共同申请人国家电网公司
[72]发明人田文辉 徐振宇 蒋苏静 孟岩 [74]专利代理机构北京集佳知识产权代理有限公司代理人逯长明 王宝筠
[51]Int.CI.G01R 31/08 (2006.01)
权利要求书 5 页 说明书 14 页 附图 4 页
[54]发明名称
置
[57]摘要
本发明实施例公开了一种架空和电缆混合输电
线路故障定位方法和装置，其中，所述方法包括：
分别获取所述混合输电线路两端点的正序电压和正
路连接点的正序电压和正序电流；分别利用所述故
障点所在线路区域的两端点的正序电压和正序电流
计算所述故障点的第一正序电压和第二正序电压，
其中，所述故障点所在区域的一端为所述连接点；
另一端为所述故障点所在线路区域中所述混合输电
线路端点；令所述第一正序电压和所述第二正序电
压相等，计算故障距离，本发明实施例所提供的方
法不受负荷电流、故障类型、故障时的初始相位角、
系统阻抗及过渡电阻的影响，试验结果表明该算法
具有非常高的精度。
200910168256.2权 利 要 求 书第1/5页 1、一种架空和电缆混合输电线路故障定位方法，其特征在于，包括： 分别获取所述混合输电线路两端点的正序电压和正序电流； 计算用来计算故障距离的所述混合输电线路中架空线和电缆连接点的正序电压和正序电流；
分别利用所述故障点所在线路区域的两端点的正序电压和正序电流计算所述故障点的第一正序电压和第二正序电压，其中，所述故障点所在区域的一端为所述连接点；另一端为所述故障点所在线路区域中所述混合输电线路端点；
令所述第一正序电压和所述第二正序电压相等，计算故障距离。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，分别获取所述混合输电线路两端点的正序电压和正序电流包括：
线路保护装置通过光纤通道测量所述混合输电线路两端点m和n的同步采样的电压U m和U n以及电流I m和I n；
根据U m和U n以及I m和I n计算线路两端点m和n的正序电压U m1和U n1以及正序电流I m1，I n1，其中各个参数的下标1表示该参数对应的正序分量。
3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述计算用于计算故障距离的所述混合输电线路中架空线和电缆连接点的正序电压和正序电流包括： 确定故障点所在的线路区域，并根据无故障点线路区域中所述混合输电线路端点的正序电压和正序电流计算用于计算故障距离的所述混合输电线路中架空线和电缆连接点的正序电压和正序电流，其中，
所述连接点的正序电流
所述连接点的正序电压U m k1＝U m1ch(γm1l m k)-Z c m1I m1sh(γm1l m k)； 其中，端点m为无故障点线路区域中所述混合输电线路端点，mk为所述混合输电线路中的无故障点线路区域；sh(.)和ch(.)表示双曲线函数，Zc为特性阻抗或波阻抗，γ为传播常数，1m f为端点m到连接点k的距离。
4、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述计算用于计算故障距
离的所述混合输电线路中架空线和电缆连接点的正序电压和正序电流包括：
分别从所述混合输电线路两端点计算所述混合输电线路连接点的第一正
序电压和第一正序电流以及第二正序电压和第二正序电流；
其中，从所述混合输电线路第一端计算的k点的第一正序电流和第一正序
电压为：
从所述混合输电线路第二端点计算的k点的第二正序电流和第二正序电
压为：
选取根据无故障点区域mk的端点m计算出的连接点的第一正序电流I m k1
和第一正序电压U m k1作为计算故障距离的所述连接点的正序电压和正序电流。
5、根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，
所述故障点的第一正序电压U f1＝U mk1ch(γn1(l nk-x))-Z cn1I mk1sh(γn1(l nk-x))； 所述故障点的第二正序电压U f1＝U n1ch(γn1x)-Z c n1I n1sh(γn1x)；
其中，故障点f所在区域的两端点分别为连接点k和端点n，sh(.)和ch(.)
表示双曲线函数，l n k为故障点f所在区域线路的长度，x是故障点f到端点n
的故障距离。
6、根据权利要求5所述的方法，其特征在于，
所述故障距离
7、一种架空和电缆混合输电线路故障定位装置，其特征在于，包括： 获取单元，用于分别获取所述混合输电线路两端点的正序电压和正序电流；
第一计算单元，用于计算用来计算故障距离的所述混合输电线路中架空线和电缆连接点的正序电压和正序电流；；
第二计算单元，用于分别利用所述故障点所在线路区域的两端点的正序电压和正序电流计算所述故障点的第一正序电压和第二正序电压，其中，所述故障点所在区域的一端为所述连接点；另一端为所述故障点所在线路区域中所述混合输电线路端点；
第三计算单元，用于通过令所述第一正序电压和所述第二正序电压相等，计算故障距离。
8、根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述获取单元包括： 测量子单元，用于通过线路保护装置测量所述混合输电线路两端点m和n 的同步采样的电压Um和Un以及电流Im和In；
计算子单元，用于根据Um和Un以及Im和In计算线路两端点m和n的正序电压Um1和Un1以及正序电流Im1，In1，其中各个参数的下标1表示该参数对应的正序分量。
9、根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第一计算单元，包括： 确定子单元，用于确定故障点所在的线路区域；
第一计算子单元，用于根据无故障点线路区域中所述混合输电线路端点的正序电压和正序电流计算用于计算故障距离的所述混合输电线路中架空线和电缆连接点的正序电压和正序电流，
所述连接点的正序电流
所述连接点的正序电压U m k1＝U m1ch(γm1l m k)-Z c m1I m1sh(γm1l m k)； 其中，端点m为无故障点线路区域中所述混合输电线路端点，mk为所述混合输电线路中的无故障点线路区域；sh(.)和ch(.)表示双曲线函数，Zc为特性阻抗或波阻抗，γ为传播常数，l m f为端点m到连接点k的距离。
10、根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第一计算单元，包括： 第二计算子单元，用于分别从所述混合输电线路两端点计算所述混合输电线路连接点的第一正序电压和第一正序电流以及第二正序电压和第二正序电流，其中，从所述混合输电线路第一端计算的k点的第一正序电流和第一正序
电压为：
从所述混合输电线路第二端点计算的k点的第二正序电流和第二正序电压为：
选取子单元，用于选取根据无故障点区域mk的端点m计算出的连接点的第一正序电流I m k1和第一正序电压U m k1作为计算故障距离的所述连接点的正序电压和正序电流。
11、根据权利要求9或10所述的装置，其特征在于，
所述第二计算单元计算得到的所述故障点的第一正序电压U f1＝U mk1ch(γn1(l nk-x))-Z cn1I mk1sh(γn1(l nk-x))；
所述第二计算单元计算得到的所述故障点的第二正序电压U′f1＝U n1ch(γn1x)-Z cn1I n1sh(γn1x)；
其中，故障点f所在区域的两端点分别为连接点k和端点n，sh(.)和ch(.)
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