CN1359010A - 并行双输电线故障定位装置和方法 - Google Patents

Abstract

一种并行双输电线故障定位方法和装置。该方法包含的步骤有:将输电线上三相电压和电流信号数值转换为小信号;汇集和存储经转换的电压和电流数值作为数据;将该数据与预先设置的基准数据比较,以判断输电线故障和故障类型;响应于比较步骤如输电线上有故障,则分离和获取故障后和前的电压和电流数据;按照预设置的起动模式根据获取的数据执行故障定位算法,得到电流分布系数,通过利用电流分布系数计算故障距离和故障点的故障信息。

Description

并行双输电线故障定位装置和方法

技术领域

本发明涉及一种输电线故障定位装置和方法，特别是涉及一种能够当在并行(parallel)双输电线上发生接地故障和短路时通过利用电压和电流信息以及自身端电流分布系数定位在并行双输电线上的故障点的装置和方法。

                        背景技术

随着功率消耗的持续增加，输电线系统变得更加多样化、更加复杂以及进行超高压输电。此外，在稳定供电方面故障的快速正确的定位变得更重要，这是由于通过快速将故障系统与正常的系统快速隔离、紧急恢复等，可增强供电系统的可靠性。因此，电力公司运行一些输电线故障定位装置，安装这些输电线故障定位装置以便正确定位输电线上发生的故障。

在单相或多相接地故障和短路时，这种故障定位装置利用在其中安装故障定位装置的自身端一侧由变电站测量的故障后/前的电压和电流，或同时利用在另一端一侧由变电站测量的故障后/前的电压和电流，以便计算距安装点的故障距离，并相应地根据计算结果指示故障点信息。

关于这一点，定位故障点的一般方法分为如下两组。

在第一组方法中，从自身端一侧变电站接收电压和电流信号，在第二组方法中，从自身端一侧变电站和连接到自身端的输电线的另一端一侧变电站的接收电压和电流信息。

在利用来自自身端的电压和电流信息以定位故障点的第一组方法中，在一种情况下利用自身端的电源(power impedance)阻抗，而在其它情况下以另外方式不利用该阻抗。关于这一点，在利用电源阻抗的情况下，从自身端观看的电源阻抗不可能总是恒定的，使得可能得到错误的结果，以及可变的电源阻抗的设置数值不可能始终进行校正。因此，在所有的常规定位装置中，到现在己不再采用自身端的电源阻抗了。换句话说，后来的不再采用自身端的电源阻抗的故障定位方法存在的问题在于，尽管这些方法补偿了故障电阻和负载，由于相角的灵敏度的原因不可能得到正确的定位结果。

在用于从另一端一侧获得电压和电流信息的第二组方法中，为了故障定位将自身端与另一端一侧的电压和电流的比进行比较。根据这些方法，尽管其优点是可以更正确地定位故障，但要提供附加的通信设备和线路，以获得关于另一端的电压和电流值的故障后/前的数据。考虑到通常为10-100公里的变电站之间的距离，难于为了在两端之间的故障定位安装通信设备和线路来保证而附加的通信路径。因此，用于获得另一端一侧的电压和电流数据的故障定位方法是很难采用的。

因此，仅利用自身端信息的常规的故障定位装置存在的问题是在故障定位中可能产生错误。这些错误是由于在客观系统中难于得到的故障电阻和和负载电流影响(电抗效应)、零相元件、零相序阻抗的相互影响、大气电阻的影响的结合。

电力公司的输电线系统由三相单输电线系统、三相并行双输电线系统和多端系统组成，在该多端系统中几乎所有的输电线系统都以三相并行双输电线系统运行。当三相并行双输电线系统在运行中发生单相/多相接地故障时，按照在非故障线路或在已发生故障的并行双输电线中的相邻线路上的零相序电流产生零相阻抗，使得只有当从并行双输电线中的相邻线路输入故障零相序电流信号时才可以正确地定位故障点。然而，直到现在电力公司也不能在并行双输电线运行中另外获得相邻线路的零相序电流，因此，需要一种故障定位装置和方法，在其中虽然不从另一端一侧接收零相序电流就可以防止由于零相序电流引起的相邻线路的零相阻抗的影响。

                            发明内容

提出本发明是为解决相关技术的上述问题，因此本发明的目的是提供并行双输电线的故障定位装置和方法，在三相并行双输电线系统中定位故障点时，通过接收自身端的电压或电流，而不必接收并行输电的相邻线路的零相序电流就能正确地定位故障点。

本发明的另一目的是提供一种用于得到电流分布系数的方法，该电流分布系数可以估算非故障线路和相邻线路的故障电流和零相序电流，在并行双输电线发生故障的情况下，它们是用于正确故障定位的重要变量；以及一种并行双输电线的故障定位装置和方法，其中可以利用电流分布系数以便提出故障定位算法，以及为了正确故障定位利用自身端的电压和电流信息，同时可以排除背景系统阻抗变化和故障点电阻影响。

为了达到本发明的上述目的，提供一种并行双输电线的故障定位方法，包含的步骤有：将输电线上三相电压和电流信号数值转换为小信号；汇集和存储经转换的电压和电流数值作为数据；将存储的电压和电流数据与预先设置的基准数据进行比较，以判断输电线上的故障和故障类型；向应于比较步骤如果输电线上有故障，分离和获取故障后和前的电压和电流数据；按照预设置的起动模式根据获取的数据执行故障定位算法，以得到电流分布系数，以及通过利用电流分布系数计算故障距离和故障点的故障信息；以及存储所计算的故障距离和信息并向外部发送存储的故障距离和信息。

最好，在所述分离和获取步骤中使用分离和获取30个周期的输电线故障前的电压和电流数据以及60个周期的故障后的电压和电流数据；以及将电流分布系数分解为零、正和负相序电流分布系数，使得在每一平衡电路中处理该电压和电流以及在故障定位算法中使用，以便根据并行双输电线故障类型定位故障点。

                    附图说明

下面参照附图介绍本发明的各优选实施例，其中：

图1是用于表示根据本发明的配置在一条输电线上的并行双输电线的故障定位装置的结构图；

图2是根据本发明的故障定位装置的方块图；

图3是根据本发明的主控制单元的详细的方块图；

图4是用于描述根据本发明的故障定位方法的流程图；

图5A是根据本发明的在一条输电线上发生接地故障的情况下故障定位算法的详细流程图；

图5B是根据本发明的在两条输电线上发生三相接地故障/短路的情况下故障定位算法的详细流程图；

图6A至6B是用于表示根据本发明的并行双输电线上故障前和后的阻抗变化的电路示意图；

图7A至7C是根据本发明的用于得到由于零相序、正相序和负相序形成的功率分布系数的电路示意图；

图8是用于表示根据本发明的并行双输电线上发生一输电线接地故障时的系统的电路示意图；

图9是用于表示根据本发明的并行双输电线上输电线间发生三相短路时的系统的电路示意图；以及

图10是用于表示根据本发明的并行双输电线上发生两条输电线接地短路和三相短路时的系统的电路示意图。

                        具体实施方式

图1是用于表示根据本发明的配置在一条输电线上的并行双输电线的故障定位装置的结构图。

参照图1，向故障定位装置E施加来自该输电线上的主电压互感器C和主电流互感器B的电压和电流信号，按照相应的故障定位算法测量输电线故障和故障距离。此外，从保护继电器D1向故障定位装置E提供指示故障的数字信号，并根据相应输电线故障前和后的信息进行计算。关于这一点，故障距离是指从主电流互感器的安装点到故障点P的距离。

向保护继电器D1施加来自主电压互感器C和主电流互感器B的电压和电流信号，根据施加的电压和电流信号快速地检测输电线上的故障，以及控制输电线断路器A以保护输电线不受故障影响。

图2是根据本发明的故障定位装置的方块图；

参照图2，故障定位装置包含：辅助电压互感器100、辅助电流互感器120、数据汇集单元200、数据存储单元280、主控制单元300、I/O单元400、存储单元600以及校正和显示单元500。

数据汇集单元200包含：信号调节单元220低通滤波器240和A/D转换单元260。

由安装在电力系统中的主电压互感器C向辅助电压互感器100提供三相电压，辅助电压互感器100将该三相电压转换为较小电压的信号，以发送到下文将介绍的数据汇集单元200。

由安装在供电线路中的主电流互感器B向辅助电流互感器120提供三相电流，辅助电流互感器120将该三相电流转换为较小电流的信号，以发送到下文将介绍的数据汇集单元200。

数据汇集单元200利用信号调节单元220调节从辅助电压互感器100发送的较小电压的信号和从辅助电流互感器120发送的较小电流的信号以将它们提供到下文将介绍的低通滤波器240。

低通滤波器240通过滤波操作从所提供的电压和电流信号中去除高频分量并发送到A/D转换单元260。A/D转换单元260将输入的电压和电流信号数字化并提供到数据存储单元280。数据存储单元280存储从A/D转换单元260提供的电压和电流数字信号并将该信号提供到主控制单元300。

主控制单元300通过利用来自数据存储单元280的数字化的三相电压和电流数据判断输电线是否有故障，并通过分离和获得故障后/前的电压和电流信息得到电流分布系数，以计算发生故障时的故障距离。下面参照图3将详细介绍主控制单元300的关于计算电流分布系数和故障距离的操作。

从保护继电器D1向I/O单元400提供输电线上的故障指示信息，I/O单元400通知主控制单元300输电线上是否发生故障。I/O单元400还从保护继电器D1接收对应继电器所检测的输电线上的故障的信息，该保护继电器D1动作输电线断路器A，并且从外部通知通过判断故障点计算故障距离。存储单元600存储由主控制单元300鉴别的故障信息和故障距离数据。校正和显示单元500校正在确定输电线上各种故障时可以用作基准的信息，并在外部显示故障距离和信息。

图3是根据本发明的主控制单元的详细的方块图。

参照图3，主控制单元300包含：数据汇集和存储单元310、基准设置单元315、故障判断单元320、数据分离和获取单元330、电流分布系数计算单元340、故障距离计算单元350、故障信息处理单元360、存储单元370、故障信息显示单元380和外部通信单元390。

基准设置单元315按照输电线上接地故障和短路，存储故障判断的基准信息，并将该信息提供到下文将介绍的故障判断单元320。数据汇集和存储单元310汇集和存储从数据存储单元280提供的数字化的三相电压和电流数据，并提供到故障判断单元320。故障判断单元320参照从数据汇集和存储单元310输入的电压和电流数据，按照从基准设置单元315提供的一些故障判断的基准判断输电线上的故障，并将其结果发送到数据分离和获取单元330。数据分离和获取单元330当接收到由故障判断单元320产生的故障发生信号或来自I/O单元400的故障发生信息时，分离和获取30个周期的输电线故障前的电压和电流数据以及60个周期的故障后的电压和电流数据，并将所获取的信息发送到电流分布系数计算单元340。这里，1个周期为1.66毫秒对应于60赫。

电流分布系数计算单元340接收由数据分离和获取单元330发送的故障后/前的电压和电流数据，并根据输入的电压和电流数据计算电流分布系数，且提供到故障距离计算单元350。这里，通过根据给定的数据确定一电压方程及根据该方程得到一关于非故障线路和另一端一侧线路表达式来计算电流分布系数，将参照图4进行介绍。

故障信息处理单元350根据由电流分布系数计算单元340提供的电流分布系数通过得到故障距离的表达式计算到实际故障点的距离，并将所计算的实际故障距离数据发送到故障信息处理单元360。

故障信息处理单元360接收来自故障信息处理单元350的故障距离数据以及来自数据分离和获取单元330的例如为故障后/前的数据的故障信息，并将所接收的数据发送到存储单元370。此外，故障信息处理单元350通过校正和显示单元500显示来自故障信息处理单元350以及数据分离和获取单元330的故障距离数据和包含故障后/前的信息的各种信息。存储单元370存储所计算的距离信息和故障信息，以及故障信息显示单元380经过校正和显示单元500向用户提供所计算的距离信息。故障信息处理单元360和外部通信单元390单元通信，以将所计算的距离信息和故障信息发送到外部计算机或主计算机。

这里，参照图4将根据上述结构详细介绍故障定位的方法。

首先，当故障定位装置完成其初始化时，首先在步骤S100，分别经过外部的主电压互感器和主电流互感器将输电线上的三相电压和电流降低，并且经过辅助电压互感器100和辅助电流互感器120将经降低的三相电压和电流转换为电压和电流的小信号。

利用信号调节单元220调节在步骤S100转换为电压和电流的小信号并提供到低通滤波器240。然后，在步骤S120，低通滤波器240从输入的电压和电流信号中去除高频分量，并在步骤S140，通过利用1个周期的DFT(离散傅里叶变换)进行低通滤波。

换句话说，将在A/D转换单元260中的数字化的信号按照实时传输系统中量化的三相电压和电流发送到数据存储单元280。这里，根据600赫的电压和电流信号按14或16对量化的实时三相电压和电流进行采样。

将在步骤S140利用DFT滤波检测的电压和电流信号计算为(均方根值)RMS，根据预指示的UVR(低电压继电器装置)、OCGR(过电流接地继电器装置)和OCR(过电流继电器装置)将计算为RMS的电压和电流信号进行比较，以在步骤S160和在步骤S180判断输电线故障。

这里，继电器装置接收系统的电压或电流，以及通过按照预指定的输入值运算操作，计算和输出为“0”或“1”的信号。

因此，在UVR运行时，鉴别系统上的输入电压的大小最大是否是预设的基准值(校正值)。当系统发生故障时通过检测接地故障电流或沿大地流动的零相序电流起动OCGR，以及判断是否输入的接地故障电流至少是预调节基准值或校正值。OCR判断是否输入的系统相电流至少是关于其运行的预调节基准值或校正值。

因此，在步骤S180，生成作为按RMS计算的电压和电流信息，如果输入的生成电流至少是OCR的基准值以及输入的生成电压至少是UVR的基准值或者零相序电流至少是OCGR的基准值，则进行跳闸，以便在步骤S200和步骤S220，故障判断单元320判断故障相和故障类型。

这里，判断电流状态是否是由于输电线接地故障和短路形成的故障，并在故障相判断中将故障类型鉴别为单线接地故障、双线短路、双线接地故障、三相接地故障和三相短路。

在步骤S220中完成判断故障类型之后，通过利用输入的输电线电压和电流数据，分离和获取故障后/前的数据。换句话说，在步骤S240，数据分离和获取单元330分离和获取30个周期的输电线故障前的电压和电流数据以及60个周期的故障后的电压和电流数据。

同时，在步骤S240，获取输电线故障前/后的数据之后，在步骤S260，判断起动模式是否是外部起动模式。这里，如果在步骤S260提供的结果是外部起动模式，则确认是否是一DI触点，而如果起动模式是内部起动模式，则在步骤S300，利用电流分布系数计算单元340和故障距离计算单元350按照故障定位算法计算故障距离。

这里，起动模式设置执行哪一个故障定位算法，以及当按照从保护继电器A外部输入的故障信息执行故障定位算法时，判断是否将保护继电器A的跳闸信息输入到该装置。在确认DI触点时，确认是否故障信息输入到故障定位装置中的DI的输入端口。内部起动模式是指按照由故障定位装置本身检测的故障信息执行故障定位算法。

这里，参照图6至10将介绍故障定位算法。

在步骤S340和步骤S360，利用故障信息处理单元360输出由前述故障定位算法计量的故障信息和故障距离，并存储在存储单元370，然后该操作返回到步骤S100，接收电压和电流的瞬时值。

下面在公开按照故障线的每一种故障定位算法之前，介绍应用中的术语和用在电路中的符号。

当在并行双输电线发生故障时，故障电路的电流分布是按照系统中的阻抗分布变化的，如图6A中所示。图6A中的电路表示故障的状态，图6B中的电路表示故障前的状态，图6C中的电路表示故障后的状态。因此，需要故障后/前的信息，以便为了校正故障定位分析这些电路。

存储单元370中存储的数据用于故障前的所需信息和故障后电压和电流数据组成的电路的阻抗分布，以便预测非故障线的故障电流和零相序电流。这里，故障电流是在输电系统的线路上产生接地故障和短路时包括在故障点产生的电弧电阻和接触点电阻的故障电阻中的电流。

非故障线路是指稳定地向该并行双输电线中的系统供电的线路，即未发生故障的与其中发生接地故障或短路的故障线路相邻的线路。

应用于本发明的电流分布系数是指与在故障线路的自身端和另一端一侧的电流相关程度对应的阻抗比、故障线路和非故障线路的电流相关程度对应的阻抗比等，并且根据对应相分类为零、正和负相序。

当在不对称不平衡的三相电路中按照对称座标表示例如为Va(Ia)、Vb(Ib)和Vc(Ic)的零、正和负相序的电压(电流)时，它们中的每一个都可以按照V1、V2和V0的对称分量表示为如下：

Va＝V₀+V₁+V₂，Vb＝V₀+a²V₁+aV₂，Vc＝V₀+aV₁+a²V₂；和

Ia＝I₀+I₁+I₂，Ib＝I₀+a²I₁+aI₂，I_c＝I₀+aI₁+a²I₂，其中，

和

1+a+a²＝0

这里，V₀(I₀)称为零相序电压(电流)，作为包含在A、B和C相电压和电流中的共同的单相分量。

对于V₁(I₁)项，A相具有V₁(I₁)；B相具有a²V₁(a²I₁)，代表比V₁(I₁)滞后120°(或领先240°)；和C相具有aV₁(aI₁)，代表比V₁(I₁)领先120°(或滞后240°)。换句话说，在V₁(I₁)项，该电压(电流)称为正相序电压(电流)，因为其具有与关于A、B和C相的对称三相电压(电流)相同的旋转方向。

此外，对于V₂(I₂)项，A相具有V₂(I₂)；B相具有aV₂(aI₂)，其比V₂(I₂)领先120°(或滞后240°)；和C相具有a²V₂(a²I₂)，其比V₂(I₂)滞后120°(或领先240°)。换句话说，在V₂(I₂)项，该电压(电流)称为负相序电压(电流)，因为其具有与关于A、B和C相的对称三相电压(电流)相反的旋转方向。

这里，按照如下的表1定义在每个电器中使用的符号：

                 表1

符号	定义	单位
			ZS0	电源SS的零相序阻抗	[欧]
ZS1	电源SS的正相序阻抗	[欧]
			ZS2	电源SS的负相序阻抗	[欧]
ZR0	电源SR的零相序阻抗	[欧]
			ZR1	电源SR的正相序阻抗	[欧]
ZR2	电源SR的负相序阻抗	[欧]
			ZL0	故障线路的零相序阻抗	[欧]
ZL1	故障线路的正相序阻抗	[欧]
			ZL2	故障线路的负相序阻抗	[欧]
ZT0	非故障线路的零相序阻抗	[欧]
			ZT1	非故障线路的正相序阻抗	[欧]
ZT2	非故障线路的负相序阻抗	[欧]
			Rf	故障点电阻	[欧]
IS0	自身端的零相序电流	[安]
			IS1	自身端的正相序电流	[安]
IS2	自身端的负相序电流	[安]

IR0	另一端的零相序电流	[安]
			IR1	另一端的正相序电流	[安]
IR2	另一端的负相序电流	[安]
			IT0	非故障线路的零相序电流	[安]
IT1	非故障线路的正相序电流	[安]
			IT2	非故障线路的负相序电流	[安]
If0	朝向故障点的零相序电流	[安]
			If1	朝向故障点的正相序电流	[安]
If2	朝向故障点的负相序电流	[安]
			P	从继电器安装点到故障点的距离	[归一化值]

下面，当在输电线上发生故障时，用于得到电流分布系数的故障电路的对称分量电路构成如下：

图6A表示用于得到电流分布系数的零相序电路。在图6A所示的零相序电路中，利用方程1得到沿路径A和B的两个电压方程：

(Z_S0+pZ_L0)I_S0-[Z_R0+(1-p)Z_L0]I_R0+(Z_S0+Z_R0+Z_m)I_T0＝0

(Z_S0+pZ_m)I_S0-[Z_R0+(1-p)Z_m]I_R0+(Z_S0+Z_R0+Z_T0)I_T0＝0

                                                ……方程1

在方程1中，如果消去非故障线路的零相序电流I_T0，利用方程2得到在自身端中的零相序电流I_S0和在另一端中的零相序电流I_R0的电流分布的比： $\frac{I_{R0}}{I_{S0}}=\frac{(Z_{T0}-Z_m)Z_{S0}+{\mathrm{pZ}}_{L0}(Z_{S0}+Z_{R0}+Z_{T0})-{\mathrm{pZ}}_m(Z_{S0}+Z_{R0}+Z_m)}{(Z_{T0}-Z_m)Z_{R0}+(1-p)Z_{L0}(Z_{S0}+Z_{R0}+Z_{T0})-(1-p)Z_m(Z_{S0}+Z_{R0}+Z_m)}$

                                                ……方程2

这里，由于流过故障点的电流是I_f0＝I_S0+I_R0，利用方程3得到零相序电流分布系数： $D_{\mathrm{Sa}0}=\frac{I_{S0}}{I_{f0}}=\frac{I_{S0}}{I_{S0}+I_{R0}}=\frac{1}{1+(I_{R0}/I_{S0})}=\frac{{\mathrm{pB}}_{\mathrm{Sa}0}+C_{\mathrm{sa}0}}{A_{\mathrm{Sa}0}}$

                                                ……方程3

其中，

A_Sa0＝(Z_L0-Z_m)(Z_W0+Z_R0+Z_m)+(Z_T0-Z_m)(Z_S0+Z_R0+Z_L0)

B_Sa0＝(Z_m-Z_L0)(Z_S0+Z_R0+Z_m)-(Z_T0-Z_m)Z_L0，        和

C_Sa0＝(Z_L0-Z_m)(Z_S0+Z_R0+Z_m)+(Z_T0-Z_m)(Z_R0+Z_L0)

因此，如果从方程1中消去在另外侧端中的零相序电流I_R0以得到非故障线路的零相序电流分布系数，利用方程4得到自身端的零相序电流I_S0与另外侧端的零相序电流I_T0电流分布之比： $D_{\mathrm{TS}}=\frac{I_{S0}}{I_{T0}}=\frac{{\mathrm{pA}}_{\mathrm{ST}}+B_{\mathrm{ST}}}{{\mathrm{pC}}_{\mathrm{ST}}+D_{S1}}$

                                                ……方程4

其中，

A_ST＝(Z_m-Z_L0)(Z_S0+Z_R0+Z_m)-(Z_T0-Z_m)Z_L0

B_ST＝(Z_L0-Z_m)(Z_S0+Z_R0+Z_m)+(Z_T0-Z_m)(Z_R0+Z_L0)

C_ST＝(Z_L0-Z_m)(Z_S0+Z_R0)，和

D_ST＝(Z_m-Z_L0)Z_S0<1p>

因此，在步骤S302和步骤S304中利用方程5从上述方程3和5，得到非故障线路的零相序电流分布系数： $D_{T0}=\frac{I_{T0}}{I_{f0}}=\frac{{\mathrm{pB}}_{T0}+C_{T0}}{A_{T0}}$

                                                ……方程5

其中，

A_T0＝(Z_L0-Z_m)(Z_S0+Z_R0+Z_m)+(Z_T0-Z_m)(Z_S0+Z_R0+Z_m)

B_T0＝(Z_L0-Z_m)(Z_S0+Z_R0)

C_T0＝(Z_m-Z_L0)Z_S0<1p>

然后，参照在图6B中所示的正相序电路得到正相序电流分布系数如下：

按照与上述相同的方法正相序电流分布系数建立如方程6所示的电压方程：

(Z_S1+pZ_L1)I_S1-[Z_R1+(1-p)Z_L1]I_R1+(Z_S1+Z_R1)I_T1＝0

Z_S1I_S1-Z_R1I_R1+(Z_S1+Z_R1+Z_T1)I_T1＝0

                                               ……方程6

这里，利用方程7得到电流I_S1与电流I_R1电流分布之比： $\frac{I_{R1}}{I_{S1}}=\frac{Z_{S1}{Z}_{T1}+{\mathrm{pZ}}_{L1}(Z_{S1}+Z_{R1}+Z_{T1})}{Z_{R1}{Z}_{T1}+(1-p)Z_{L1}(Z_{S1}+Z_{R1}+Z_{T1})}$

                                               ……方程7

这里，由于流过故障点的电流是I_f1＝I_S1+I_R1，因此，利用方程8得到正相序电流分布系数： $D_{\mathrm{Sa}1}=\frac{I_{S1}}{I_{f1}}=\frac{I_{S1}}{I_{S1}+I_{R1}}=\frac{1}{1+(I_{R1}/I_{S1})}=\frac{{\mathrm{pB}}_{\mathrm{Sa}1}+C_{\mathrm{sa}1}}{A_{\mathrm{Sa}1}}$

                                                ……方程8

其中，

A_Sa1＝Z_L1(Z_S1+Z_R1)+Z_T1(Z_S1+Z_R1+Z_L1)

B_Sa1＝Z_L1(Z_S1+Z_R1+Z_T1)，和            和

C_Sa1＝Z_L1(Z_S1+Z_R1+Z_T1)+Z_T1Z_R1

然后，参照在图6C中所示的负相序电路得到负相序电流分布系数，如下：

按照与上述正相序电流相同的方法利用方程9得到负相序电路中的负相序电流分布系数： $D_{\mathrm{Sa}2}=\frac{I_{S2}}{I_{f2}}=\frac{{\mathrm{pB}}_{\mathrm{Sa}2}+C_{\mathrm{sa}2}}{A_{\mathrm{Sa}2}}$

                                                    ……方程9

其中，

A_Sa2＝Z_L2(Z_S2+Z_R2)+Z_T2(Z_S2+Z_R2+Z_L2)

B_Sa2＝Z_L2(Z_S2+Z_R2+Z_T2)               和

C_Sa2＝Z_L2(Z_S2+Z_R2+Z_T2)+Z_T2Z_R2

这里，如果正相序阻抗和负相序阻抗相同，利用方程10得到正相序电流分布系数和负相序电流分布系数：

D_Sa1＝D_a2

A_Sa1＝A_Sa2，B_Sa1＝B_Sa2，C_Sa1＝C_Sa2

                                                    ……方程10

同时，参照图8到10介绍按照各种故障类型的并行双输电线故障定位方法，这些方法利用零、正和负相序电流分布系数根据上述的各个方程如下：

图5A是图4中所示的故障定位算法中的在一条输电线上发生接地故障的详细流程图。该故障定位方法可以用主要3种方式表示，其中将介绍在该应用中的在一条输电线上发生接地故障的情况下利用上述零相序方程的故障定位方法。

其中将参照图8介绍在一条输电线上发生接地故障的情况下，利用故障定位方法2中的零相序方程。

图8中，利用方程11得到故障后电压：

V_Sa＝p[Z_L1I_Sa+(Z_L0-Z_L1)I_S0]+pZ_mI_T0+R_fI_f

                                               ……方程11

其中，在步骤S301，利用方程16得到在继电器安装点的电压方程，在步骤S302到S304消去非故障线路的电流和另外侧端的电流，计算零相序电流分布系数。

根据上述方程，使用在继电器安装点的零相序电流和零相序电流分布系数，以便在步骤S305利用方程12得到在继电器安装点的电压方程： $V_{\mathrm{Sa}}=p[Z_{L1}{I}_{\mathrm{Sa}}+(Z_{L0}-Z_{L1})I_{S0}]+{\mathrm{pZ}}_m\frac{I_{S0}}{D_{\mathrm{TS}}}+R_f\frac{{3I}_{S0}}{D_{\mathrm{Sa}0}}$

                                                ……方程12

在步骤S306，将与每一电流分布系数对应的数值代入根据方程12建立的电压方程。然后，利用方程13表达在继电器安装点的电压方程： $V_{\mathrm{Sa}}=p[Z_{L1}{I}_{\mathrm{Sa}}+(Z_{L0}-Z_{L1})I_{S0}]+{\mathrm{pZ}}_m{I}_{S0}\frac{{\mathrm{pC}}_{\mathrm{ST}}+D_{\mathrm{ST}}}{{\mathrm{pA}}_{\mathrm{ST}}+B_{\mathrm{ST}}}+{3R}_f{I}_{S0}\frac{A_{\mathrm{Sa}0}}{{\mathrm{pB}}_{\mathrm{Sa}0}+C_{\mathrm{Sa}0}}$

                                                ……方程13

其中，由于在方程4和5中pA_ST+B_ST＝pB_Sa0+C_Sa0，它们被当作一共同的分母对待。因此，利用方程14将在继电器安装点的电压表达成： $V_{\mathrm{Sa}}=p[Z_{L1}{I}_{\mathrm{Sa}}+(Z_{L0}-Z_{L1})I_{S0}]+\frac{[{\mathrm{pZ}}_m{I}_{S0}({\mathrm{pC}}_{\mathrm{ST}}+D_{\mathrm{ST}})+{3R}_f{I}_{S0}{A}_{\mathrm{Sa}0}]}{{\mathrm{pB}}_{\mathrm{Sa}0}+C_{\mathrm{Sa}0}}$

                                                ……方程14

在步骤S307，代换该公式的每一系数并关于故障距离p进行整理，以得到15方程：

(a₁+jb₁)p²+(a₂+jb₂)p+(a₃+jb₃)+(a₄+jb₄)R_f＝0

                                                ……方程15

其中

a₁+jb₁＝[Z_L1I_Sa+(Z_L0-Z_L1)I_S0]B_Sa0+Z_mI_S0C_ST

a₂+jb₂＝[Z_L1I_Sa+(Z_L0-Z_L1)I_S0]C_Sa0+Z_mI_S0D_ST-V_SaB_SaO

a₃+jb₃＝-V_SaC_Sa0

a₄+jb₄＝3I_S0A_Sa0

其中，在步骤S308，分解由实数部分和虚数部分组成的方程15，以便得到方程16：

a₁p²+a₂P+a₃+a₄R_f＝0

b₁p²+b₂p+b₃+b₄R_f＝0

                                                ……方程16

在步骤S309，在消去故障电阻R_f以后通过利用的方程17(二次方程)中的二次式，得到故障距离p： $(a_1-b_1\frac{a_4}{b_4})p^2+(a_2-b_2\frac{a_4}{b_4})p(a_3-b_3\frac{a_4}{b_4})=0$

                                                ……方程17

在步骤S310和步骤S311，由方程17得到两个根，其中由于将总的线路长度设为1，因此，故障距离p为数值0到1。

同时，参照图7中所示的一条线路接地故障的电路，介绍在一条线路接地故障的情况下的故障定位方法。

由于流动到故障点的零、正和负相序电流是相同的，该电流可以按照方程18利用在继电器安装点的电流和电流分布系数表达。

在图8的所示系统中，利用方程18，在一条线路接地故障的情况下流动到故障点的电流表示为零、正和负相序：

I_f0＝I_f1＝I_f2

                                                ……方程18

借助于在继电器安装点的电流和电流分布系数，方程18可以用方程19表达： $\frac{I_{\mathrm{Sa}0}}{D_{\mathrm{Sa}0}}=\frac{I_{\mathrm{Sa}1}}{D_{\mathrm{Sa}1}}=\frac{I_{\mathrm{Sa}2}}{D_{\mathrm{Sa}2}}$

                                                ……方程19

在方程19中，如果演变零相序对正相序、零相序对负相序和正相序对负相序的关系表达式，各关系表达式以从继电器安装点到故障点的距离p的函数表达(下文将称为故障距离p)。

这里，如果整理关于p的零相序和零相序电流分布系数的关系表达式，根据方程14得到故障距离p。

I_Sa0D_Sa1＝I_Sa1D_Sa0

                                                ……方程20，以及 $p=\frac{A_{\mathrm{Sa}1}{I}_{\mathrm{Sa}1}{C}_{\mathrm{Sa}0}-A_{\mathrm{Sa}0}{I}_{\mathrm{Sa}0}{C}_{\mathrm{Sa}1}}{A_{\mathrm{Sa}0}{I}_{\mathrm{Sa}0}{B}_{\mathrm{Sa}1}-A_{\mathrm{Sa}1}{I}_{\mathrm{Sa}1}{B}_{\mathrm{Sa}0}}$

                                                ……方程21

接着，如果正相序阻抗和负相序阻抗相同，利用方程21得到在零相序和零相序电流分布系数的关系表达式中的故障距离p。

最后，整理关于故障距离p的正相序和负相序的关系表达式，以得到方程22： $p=\frac{A_{\mathrm{Sa}1}{I}_{\mathrm{Sa}1}{C}_{\mathrm{Sa}2}-A_{\mathrm{Sa}2}{I}_{\mathrm{Sa}2}{C}_{\mathrm{Sa}1}}{A_{\mathrm{Sa}2}{I}_{\mathrm{Sa}2}{B}_{\mathrm{Sa}1}-A_{\mathrm{Sa}1}{I}_{\mathrm{Sa}1}{B}_{\mathrm{Sa}2}}=\frac{\left(A_{\mathrm{Sa}1}{C}_{\mathrm{Sa}1}\right)(I_{\mathrm{Sa}1}-I_{\mathrm{Sa}2})}{\left(A_{\mathrm{Sa}1}{B}_{\mathrm{Sa}1}\right)(I_{\mathrm{Sa}2}-I_{\mathrm{Sa}1})}$

                                                ……方程22

这里，如果正相序阻抗和负相序阻抗相同，在方程10中的正相序电流分布系数和负相序电流分布系数相同，则电流相同，使得故障距离p不能按方程22定义。换句话说，不能使用正相序和负相序电流分布系数的关系表达式。

接着，在一条线路发生接地故障的情况下利用故障定位方法2中的正相序，方程变为如下：

在利用正相序电流和正相序电流分布系数时，建立如方程23的在继电器安装点的电压方程：

V_Sa＝p[Z_L1I_Sa+(Z_L0-Z_L1)I_S0]+pZ_mI_T0+R_fI_f

                                                ……方程23

其中，由于流动到故障点的非故障线路的电流I_f和零相序电流I_T0不是已知的，因此，利用在继电器安装点的零相序电流和零相序电流分布系数。此外，由于I_f可以利用零、正和负相序电流表达，应用I_f以便根据方程23得到3个方程。

此外，根据上述方程23，利用方程24表达正相序电流和正相序电流分布系数： $V_{\mathrm{Sa}}=p[Z_{L1}{I}_{\mathrm{Sa}}+(Z_{L0}-Z_{L1})I_{S0}]</P></P>+{\mathrm{pZ}}_m\frac{I_{S0}}{D_{\mathrm{TS}}}+R_f\frac{{2I}_{S1}}{D_{\mathrm{Sa}1}}$

                                                ……方程24

参照图5A到5C中所示的电路，由于故障电流I_f是从故障后的电路产生的，I_S1是纯正相故障电流，消去了方程24中的故障前电路中的负载电流。

因此，代换每个系数并整理关于故障距离p的各关系表达式，以便得到作为三次方程的方程25：

(a₃+jb₃)p³+(a₂+jb₂)p²+[a₁+jb₁+(c₁+jd₁)R_f]p

+[a₀+jb₀+(c₀+jd₀)R_f]＝0

                                                ……方程25

其中

a₃+jb₃＝IZ_L1B_Sa1A_ST+I_S0Z_mB_Sa1C_ST

a₂+jb₂＝IZ_L1B_Sa1B_ST+IZ_L1C_Sa1A_ST

      -V_SaB_Sa1A_ST+I_S0Z_mB_Sa1D_ST+I_S0Z_mC_Sa1C_ST

a₁+jb₁＝IZ_L1C_Sa1B_ST

      -V_SaB_Sa1B_ST-V_SaC_Sa1A_ST+I_S0Z_mC_Sa1D_ST

a₀+jb₀＝-V_SaC_Sa1B_ST

c₁+jd₁＝3I_S1A_Sa1A_ST

C₀+jd₀＝3I_S1A_Sa1C_ST $I=I_{\mathrm{Sa}}+\frac{(Z_{L0}-Z_{L1})}{Z_{L1}}{I}_{S0}$

将方程25分为实数部分和虚数部分，以便得到作为两个三次方程的方程26：

a₃p³+a₂p²+(a₁+c₁R_f)_p+(a₀+c₀R_f)＝0

b₃p³+b₂p²+(b₁+d₁R_f)p+(b₀+d₀R_f)＝0

                                               ……方程26

这里，消去故障电阻R_f，以便得到关于故障距离p作为双二次方程的方程27：

p⁴+k₁P³+k₂P²+k₃P³+k₄＝0

                                               ……方程27

其中

k₁＝(a₂d₁-b₂c₁+a₃d₀-b₃+b₀c₀)/(a₃d₁-b₃c₁)

k₂＝(a₁b₁-b₁c₁+a₂d₂-b₂c₀)/(a₃d₁-b₃c₁)

k₃＝(a₀d₁-b₀c₁+a₁d₀-b₁c₀)/(a₃d₁-b₃c₁)，

k₄＝(a₀d₀-b₀c₀)/(a₃d₁-b₃c₁)

这里，通过利用方程26中的牛顿-拉弗森迭代计算，通过利用方程27中的双二次方程的二次式得到故障距离p。

换句话说，通过利用该二次式将方程27中的双二次方程整理为关于故障距离的二次方程，以便计算故障距离。

下面参照图8介绍接地故障的故障定位方法3。

参照图5A到5C，在继电器安装点的电流是纯故障电流I_Saf与负载电流I_SaL的和。它们利用方程28表达：

I_Sa＝I_Saf+I_SaL

                                             ……方程28

将方程28代入到在继电器安装点的电压方程11，以便得到方程29：

V_Sa＝p[Z_L1(I_Saf+I_SaL)+(Z_L0-Z_L1)I_S0]+pZ_mI_T0+R_fI_f

                                             ……方程29这里，方程29的两侧均除以I_Saf以便得到方程30： $\frac{V_{\mathrm{Sa}}}{I_{\mathrm{Saf}}}=p[Z_{L1}(1+\frac{I_{\mathrm{SaL}}}{I_{\mathrm{Saf}}})+(Z_{L0}-Z_{L1})\frac{I_{S0}}{I_{\mathrm{Saf}}}]+{\mathrm{pZ}}_m\frac{I_{T0}}{I_{\mathrm{Saf}}}+R_f\frac{I_f}{I_{\mathrm{Saf}}}$

                                             ……方程30

这里，在继电器安装点的纯故障电流I_Saf是零、正和负相序电流的和，并利用流动到故障点的电流以及正相序和负相序电流分布系数表示，以便得到方程31和方程32：

I_Saf＝I_S0+I_S1+I_S2

                                             ……方程31，以及

I_Saf＝(D_Sa0I_f0+D_Sa1I_f1+D_Sa2I_f2)＝(D_Sa0+2D_Sa1)I_f1

                                              ……方程32

通过方程31和方程32按方程33得到新的电流分布系数，： $D_{\mathrm{Sa}}=\frac{I_{\mathrm{Saf}}}{I_{f1}}=(D_{\mathrm{Sa}0}+{2D}_{\mathrm{Sa}1})=\frac{{\mathrm{pB}}_{\mathrm{Sa}}+C_{\mathrm{Sa}}}{A_{\mathrm{Sa}}}$

                                              ……方程33

其中

A_Sa＝A_Sa0A_Sa1，

B_Sa＝B_Sa0A_Sa1+2A_Sa0B_Sa1，and

C_Sa＝C_Sa0A_Sa1+2A_Sa0C_Sa1

同时，方程3、5和33方程用于派生方程34、35方程和方程36： $\frac{I_{S0}}{I_{\mathrm{Saf}}}=\frac{A_{\mathrm{Sa}}}{A_{\mathrm{Sa}0}}\frac{{\mathrm{pB}}_{\mathrm{Sa}0}+C_{\mathrm{Sa}0}}{{\mathrm{pB}}_{\mathrm{Sa}}+C_{\mathrm{Sa}}}$

                                                ……方程34 $\frac{I_{T0}}{I_{\mathrm{Saf}}}=\frac{A_{\mathrm{Sa}}}{A_{\mathrm{Sc}0}}\frac{{\mathrm{pB}}_{\mathrm{Sc}0}+C_{\mathrm{Sc}0}}{{\mathrm{pB}}_{\mathrm{Sa}}+C_{\mathrm{Sa}}}$

                                                ……方程35

将方程34、35方程和方程36代入方程30并关于故障距离p整理，以便得到关于故障距离p的作为二次方程的方程37：

(x₁+jy₁)p²+(x₂+jy₂)p+(x₃+jy₃)+(x₄+jy₄)R_f＝0

                                                ……方程37

其中 $x_1+{\mathrm{jy}}_1=Z_{L1}(1+\frac{I_{\mathrm{SaL}}}{I_{\mathrm{Saf}}})B_{\mathrm{Sa}}+(Z_{L0}-Z_{L1})\frac{A_{\mathrm{Sa}}}{A_{\mathrm{Sa}0}}{B}_{\mathrm{Sa}0}+Z_m\frac{A_{\mathrm{Sa}}}{A_{\mathrm{Sc}0}}{B}_{\mathrm{Sc}0}$ $x_2+{\mathrm{jy}}_2=Z_{L1}(1+\frac{I_{\mathrm{SaL}}}{I_{\mathrm{Saf}}})C_{\mathrm{Sa}}+(Z_{L0}-Z_{L1})\frac{A_{\mathrm{Sa}}}{A_{\mathrm{Sa}0}}{C}_{\mathrm{Sa}0}+Z_m\frac{A_{\mathrm{Sa}}}{A_{\mathrm{Sc}0}}{C}_{\mathrm{Sc}0}$ $-\frac{V_{\mathrm{Sa}}}{I_{\mathrm{Saf}}}{B}_{\mathrm{Sa}}$ $x_3+y_3=-\frac{V_{\mathrm{Sa}}}{I_{\mathrm{Saf}}}{C}_{\mathrm{Sa}}$

x₄+y₄＝3A_Sa

在将方程37分为实数部分和虚数部分之后，消去故障电阻R_f以便得到方程38：

x₁P²+x₂p+x₃+x₄R_f＝0

y₁p²+y₂p+y₃+y₄R_f＝0＞

                                                ……方程38

其中，通过利用的二次方程(方程39)的二次式得到故障距离p： $(x_1-y_1\frac{x_4}{y_4})p^2+(x_2-y_2\frac{x_4}{y_4})p+(x_3-y_3\frac{x_4}{y_4})=0$

                                                ……方程39

图9是用于表示根据本发明的双输电线上或三输电线发生短路时的系统的电路示意图。

这里，为了在并行双输电线上发生一条线路接地故障或线间短路以及两条线路接地故障时正确故障定位，考虑在故障点的故障电阻演变该方程，并按与接地故障相同的方式从关系表达式中消去故障电阻，以便消除故障电阻的影响。

因此，在步骤S322根据在图5B中公开的故障定位算法和在图8中公开的线间短路故障电路得到故障后的电压方程，即方程40：

    V_Sab＝V_Sa-V_Sb

        ＝V_Saf-V_Sbf+V_SaL-V_SbL+V_fa-V_fb

＝(V_S0+V_S1+V_S2)-(V_S0+a²V_S1+aV_S2)+V_SaL-V_SbL

      +(V_f0+V_f1+V_f2)-(V_f0+a²V_f1+aV_f2)

＝(1-a²)V_S1+(1-a)V_S2+V_SaL-V_SbL+(1-a²)V_f1+(1-a)V_f2

                                          ……方程40

其中，

V_Saf，V_Saf是从继电器安装点至故障点的故障后的a相和b相电压，

V_SaL，V_SaL是从继电器安装点至故障点的故障前的a相和b相电压，以及

V_fa，V_fb是在故障点的故障后的a相和b相电压。

然后，在步骤S323，根据推出的电压方程(方程41)得到从继电器安装点和故障点的对称电压：

V_S0＝pZ_L0I_S0，V_S1＝pZ_L1I_S1，V_S2＝pZ_L2I_S2

V_f0＝pR_fI_f0，V_f1＝R_fI_f1V_f2＝R_fI_f2

                                               ……方程41

在步骤S324，如果将对称电压代入到电压方程，或参照方程3，或零相序电流分布系数方程、方程8或正相序电流分布系数方程和方程9或负相序电流分布系数方程，得到如下的相互关系：

I_f0＝I_S0/D_Sa0，I_f1＝I_S1/D_Sa1，I_f2＝I_S2/D_Sa2

如果将这些电流分布系数代入到方程40并整理，利用方程42得到电压V_Sab： $V_{\mathrm{Sab}}={\mathrm{pZ}}_{L1}(I_{\mathrm{Sa}}-I_{\mathrm{Sb}})+R_f\frac{(I_{\mathrm{Saf}}-I_{\mathrm{Sbf}})}{D_{\mathrm{Sa}1}}$

                                                ……方程42

在步骤S325和步骤S326，如果将正相序电流分布系数D_Sa1代入到方程42并整理，利用方程43得到电压V_Sab： $V_{\mathrm{Sab}}={\mathrm{pZ}}_{L1}(I_{\mathrm{Sa}}-I_{\mathrm{Sb}})+\frac{R_f{A}_{\mathrm{Sa}1}(I_{\mathrm{Saf}}-I_{\mathrm{Sbf}})}{{\mathrm{pB}}_{\mathrm{Sa}1}+C_{\mathrm{Sa}1}}$

                                                ……方程43

在步骤S327，关于故障距离p整理上述数值，得到方程44：

(m₁+jn₁)p²+(m₂+jn₂)p+(m₃+jn₃)+(m₄+jn₄)R_f＝0

                                                ……方程44

其中，

m₁+jn₁＝Z_L1(I_Sa-I_Sb)B_Sa1，

m₂+jn₂＝Z_L1(I_Sa-I_Sb)C_Sa1-V_SabB_Sa1，

m₃+jn₃＝-V_SabC_Sa1，and

m₄+jn₄＝(I_Saf-I_Sbf)A_Sa1

在步骤S328，如果将方程44分为实数部分和虚数部分，以及在步骤S329和步骤S330消去故障电阻R_f，在步骤S331在方程45和方程46中可以看出的，可以从二次方程的二次式得到故障距离p：

m₁p²+m₂p+m₃+m₄R_f＝0

n₁p²+n₂p+n₃+n₄R_f＝0

                                        ……方程45，以及 $(m_1-n_1\frac{m_4}{n_4})p^2+(m_2-n_2\frac{m_4}{n_4})p+(m_3-n_3\frac{m_4}{n_4})=0$

                                              ……方程46

图10是用于说明根据本发明的在并行双输电线运行期间发生两条输电线接地短路和三相短路时故障定位方法的电路示意图。

从图9中所示两条输电线接地故障电路得到作为电压方程的方程47：

V_Sa-V_Sb＝V_Saf-V_Sbf+V_SaL-V_SbL+V_fa-V_fb+V_ma-V_mb

                                              ……方程47

其中，

V_ma，V_mb是非故障线路的零相序电压，

V_fa是从故障点到地的a相电压，以及

V_fb是从故障点到地的b相电压。

由于非故障线路的零相序电压V_ma＝V_mb，方程47可以利用方程48表达：

V_Sa-V_Sb＝V_Saf-V_Sbf+V_SaL-V_SbL+V_fa-V_fb

                                                ……方程48

这里，如由方程48和方程40可以看出的，两线接地故障时在继电器安装点的电压方程具有与线间短路相同的形式，可以通过与在线间短路的故障定位相同的演变得到故障距离p。

根据本发明如由上面讨论的，在输电线上发生故障时，可以计算为预测非故障线路的零相序电流可使用的故障电电流和电流分布系数，该非故障线路的零相序电流是正确定位故障所需要的，以及因此通过这一电流分布系数可以正确定位从继电器安装点到故障点的正确距离。本发明的故障定位方法不受背景系统的电源阻抗变化的影响。此外，通过根据故障定位算法演变关系表达式消去故障电阻，使得可以完全排除故障点电阻的影响，因此可以计算正确的故障距离。

虽然参照本发明的一些优选实施例介绍了本发明，本技术领域的技术人员会理解，在不脱离由所提出的权利要求限定的本发明的构思和范围的情况下可以进行各种改进和变化。

Claims (11)

1.一种并行双输电线故障定位方法，包含的步骤有：

将输电线上三相电压和电流信号数值转换为小信号；

汇集和存储经转换的电压和电流数值作为数据；

将存储的电压和电流数据与预先设置的基准数据进行比较，以判断输电线上的故障和故障类型；

响应于比较步骤如果输电线上有故障，则分离和获取故障后和前的电压和电流数据；

按照预设置的起动模式根据获取的数据执行故障定位算法，以得到电流分布系数，以及通过利用电流分布系数计算故障距离和故障点的故障信息；以及

存储所计算的故障距离和信息并向外部发送存储的故障距离和信息。

2.根据权利要求1所述的并行双输电线故障定位方法，其中，在所述分离和获取步骤中使用分离和获取30个周期的输电线故障前的电压和电流数据以及60个周期的故障后的电压和电流数据。

3.根据权利要求1所述的并行双输电线故障定位方法，其中，利用对称座标将电流分布系数分解为零、正和负相序电流分布系数，以便在每一平衡电路中处理以及在故障定位算法中使用该电压和电流，以便根据并行双输电线故障类型定位故障点。

4.根据权利要求1所述的并行双输电线故障定位方法，还可以当从保护继电器输入故障发生信息时执行故障定位算法。

5.根据权利要求1所述的并行双输电线故障定位方法，其中通过鉴别按照输电线故障类型执行故障定位算法，以及在一条线路接地故障的情况下，执行如下步骤：

通过故障后数据建立电压方程和消去非故障线路和另一端中的电流，以便计算零相序电流分布系数；

通过利用所计算的零相序电流和零相序电流分布系数，建立在继电器安装点的电压方程；

将电流分布系数代入己建立的电压方程并整理关于故障距离的关系表达式，分成为实数部分和虚数部分；以及

从分成为实数部分和虚数部分的故障距离的关系表达式中消去稳态电阻，并将该关系表整理为关于故障距离的二次方程以便计算故障距离。

6.根据权利要求1所述的并行双输电线故障定位方法，其中通过鉴别按照故障类型执行故障定位算法，以及在一条线路接地故障的情况下，执行如下步骤：

通过故障后数据建立电压方程和消去非故障线路和另一端中的电流，以计算正相序电流分布系数；

通过利用所计算的正相序电流和正相序电流分布系数，建立在继电器安装点的电压方程；

将电流分布系数代入己建立的电压方程并整理关于故障距离的关系表达式，分成为实数部分和虚数部分；以及

消去故障电阻，并将整理为关于故障距离的二次方程，以计算故障距离。

7.根据权利要求6所述的并行双输电线故障定位方法，其中通过利用二次方程中的二次式计算故障距离。

8.根据权利要求1所述的并行双输电线故障定位方法，其中通过利用牛顿拉弗森迭代计算来计算故障距离。

9.根据权利要求1所述的并行双输电线故障定位方法，其中通过鉴别按照故障类型执行故障定位算法，以及在两条线路接地故障和短路的情况下，执行如下步骤：

通过故障后数据建立电压方程和计算在继电器安装点和故障点的对称电压；

将该对称电压代入己建立的电压方程，以便计算正相序电流分布系数；

代入所计算的正相序电流分布系数，整理关于故障距离的关系表达式，分成为实数部分和虚数部分；以及

从分开的关系表达式中消去故障电阻，并将该关系表示式整理为关于故障距离的二次方程以计算故障距离。

10.一种并行双输电线故障定位装置，包含：

用于将输电线上三相电压和电流信号数值转换为小信号的部件；

用于汇集和存储经转换的电压和电流数值作为数据的部件；

用于将存储的电压和电流数据与预先设置的基准数据进行比较，以判断输电线上的故障和故障类型的部件；

用于响应于该比较如果输电线上有故障，分离和获取故障后和前的电压和电流数据的部件；

用于按照预设置的起动模式根据获取的数据执行故障定位算法，以得到电流分布系数，以及用于通过利用电流分布系数计算故障距离和故障点的故障信息的部件；以及

用于存储计算的故障距离和信息并向外部发送存储的故障距离和信息的部件。

11.根据权利要求10所述的并行双输电线故障定位装置，其中所述汇集和存储部件包含：

信号调节单元，用于调节并行双输电线上的三相电压和电流信号；

低通滤波器，用于从经调节的电压和电流信号中去除高频分量；

A/D转换单元，用于将去除了高频分量的电压和电流信号转换为数字信号，以及

存储单元，用于存储该数字电压和电流数据。

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