高压电缆—架空线混合输电线路的短路故障定位方法技术

本发明专利技术涉及一种高压电缆—架空线混合输电线路的短路故障定位方法，为：若一段架空线结构两端的两个单芯电缆交叉互联结构中，每个单芯电缆交叉互联结构内各段单芯电缆的护层电流相位差均正负符号相同，且两个单芯电缆交叉互联结构中各段单芯电缆的护层电流相位差正负符号相反，则该段架空线结构中发生短路故障。本发明专利技术易于实施，成本较低，能够对高压电缆—架空线混合输电线路进行在线检测，从而能够快速识别短路故障发生位置。

Short circuit fault location method for high voltage cable and overhead line hybrid transmission line

The present invention relates to a high-voltage cable overhead hybrid line transmission line fault location method, as if the two single core cable cross connection structure of a overhead line at both ends of the structure, the current phase of each layer of single core cable cross connection structure of each section in the single core cable difference sign, and two a single core cable cross connection structure of each single core cable sheath current and phase difference sign instead, this section of overhead line structure fault. The invention has the advantages of easy implementation and low cost, and can be used for on-line detection of the high-voltage cable and overhead line hybrid transmission lines, so that the location of short-circuit faults can be quickly identified.

【技术实现步骤摘要】
高压电缆—架空线混合输电线路的短路故障定位方法
本专利技术涉及一种基于电缆的护层电流的能够快速定位高压电缆—架空线混合输电线路中的短路故障的方法。
技术介绍
与单一电缆线路输电方式或单一架空线路输电方式不同，高压电缆—架空线混合输电线路的机理更为复杂，尤其是电缆、架空线波速度不统一、波阻抗不连续是困扰高压电缆—架空线混合输电线路故障定位的关键，传统的针对单一输电方式的故障定位技术已很难适用。目前关于混合输电线路准确故障定位的成熟、有效技术较少，处于相对空白的状态。行波法被广泛用于架空线路或电缆线路的故障测距。该方法通过检测故障线路上的暂态行波在母线与故障点之间的传播时间进行故障测距，由于暂态行波的传播速度接近光速，基于行波法的故障定位模式存在噪声消除和波头时刻提取的问题，另外，高压电缆—架空线混合线路的波速度不统一、波阻抗不连续，这种方法难以应用于实际的混合线路中。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种适用于高压电缆—架空线中，以快速定位短路故障的方法。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种高压电缆—架空线混合输电线路的短路故障定位方法，用于定位高压电缆—架空线混合输电线路中的短路故障点，所述高压电缆—架空线混合输电线路包括若干个单芯电缆交叉互联结构以及连接任意两个所述单芯电缆交叉互联结构的架空线结构；每个所述单芯电缆交叉互联结构包括分别为A相线路、B相线路和C相线路的三相线路，每相所述线路均包括依次编号从1至n的n段单芯电缆，n为大于或等于2的正整数；每个所述单芯电缆交叉互联结构连接于第一接地箱和第二接地箱之间，其包括分别为A相线路、B相线路和C相线路的三相线路；每相所述线路均包括依次编号从1至n的n段单芯电缆，n为大于或等于2的正整数，每相所述线路中的各段所述单芯电缆的线芯直接依次相连接；三相所述线路中各自的第1段所述单芯电缆的金属护层前端与所述第一接地箱相连接，所述A相线路中的第m段所述单芯电缆的金属护层后端通过交叉互联箱与所述B相线路中第m+1段所述单芯电缆的金属护层前端相连接，所述B相线路中的第m段所述单芯电缆的金属护层后端通过交叉互联箱与所述C相线路中第m+1段所述单芯电缆的金属护层前端相连接，所述C相线路中的第m段所述单芯电缆的金属护层后端通过交叉互联箱与所述A相线路中第m+1段所述单芯电缆的金属护层前端相连接，m＝1，2，…，n-1，三相所述线路中各自的第n段所述单芯电缆的金属护层后端与所述第二接地箱相连接；所述架空线结构包括分别为A相架空线、B相架空线、C相架空线的三相架空线，三相所述架空线与其两端的所述单芯电缆交叉互联结构中对应的三相所述线路相连接；所述高压电缆—架空线混合输电线路的短路故障定位方法为：每个所述单芯电缆交叉互联结构中，对于三相所述线路中各自的第1段所述单芯电缆，定义其金属护层的前端直接检测到的电流信号的反向信号为该第1段所述单芯电缆的护层前端电流；对于三相所述线路中各自的第m段所述单芯电缆，定义其金属护层的后端直接检测到的电流为该第m段所述单芯电缆的护层后端电流和与其相连接的第m+1段所述单芯电缆的护层前端电流；对于三相所述线路中各自的第n段所述单芯电缆，定义其金属护层的后端直接检测到的电流为该第n段所述单芯电缆的护层后端电流；定义每段所述单芯电缆的护层后端电流的相位与其护层前端电流的相位之差为其护层电流相位差；若一段所述架空线结构两端的两个所述单芯电缆交叉互联结构中，每个所述单芯电缆交叉互联结构内各段所述单芯电缆的护层电流相位差均正负符号相同，且两个所述单芯电缆交叉互联结构中各段所述单芯电缆的护层电流相位差正负符号相反，则该段所述架空线结构中发生短路故障。优选的，当一段所述架空线结构前端的所述单芯电缆交叉互联结构内各段所述单芯电缆的护层电流相位差均小于0且该段所述架空线结构后端的所述单芯电缆交叉互联结构内各段所述单芯电缆的护层电流相位差均大于0时，则该段所述架空线结构中发生短路故障。优选的，每个所述单芯电缆交叉互联结构中，根据各段所述单芯电缆的护层后端电流和护层前端电流是否方向相反而判断各段所述单芯电缆中是否发生短路故障；若任一段所述单芯电缆的护层后端电流和护层前端电流方向相反，则该段所述单芯电缆中发生短路故障。优选的，直接检测三相所述线路中各自的第1段所述单芯电缆的金属护层前端的电流信号，并将直接检测到的所述电流信号的工频相位反相而得到该第1段所述单芯电缆的护层前端电流的工频相位；直接检测三相所述线路中各自的第m段所述单芯电缆的金属护层后端的电流信号，并将直接检测到的所述电流信号的工频相位作为该第m段所述单芯电缆的护层后端电流的工频相位和与其相连接的第m+1段所述单芯电缆的护层前端电流的工频相位；直接检测三相所述线路中各自的第n段所述单芯电缆的金属护层后端的电流信号，并将直接检测到的所述电流信号的工频相位作为该第n段所述单芯电缆的护层后端电流的工频相位；则根据各段所述单芯电缆的护层后端电流的工频相位与其护层前端电流的工频相位之差判断各段所述单芯电缆的护层后端电流和护层前端电流是否方向相反。优选的，对各直接检测到的电流信号做快速傅里叶变换而的到其工频相位。优选的，任一段所述单芯电缆的护层后端电流的工频相位与其护层前端电流的工频相位之差在以±180°为中心的相位允许范围之内时，则判断该段所述单芯电缆的护层后端电流和护层前端电流方向相反。优选的，所述相位允许范围为(120°，240°)∪(-240°，-120°)。由于上述技术方案运用，本专利技术与现有技术相比具有下列优点：本专利技术的短路故障定位方法易于实施，成本较低，能够对高压电缆—架空线混合输电线路进行在线检测，从而能够快速识别短路故障发生位置。附图说明附图1为高压电缆—架空线混合输电线路的架构示意图。附图2为单芯电缆交叉互联结构的架构示意图。附图3为单芯电缆交叉互联结构中故障电流流向示意图。具体实施方式下面结合附图所示的实施例对本专利技术作进一步描述。实施例一：高压电缆—架空线混合输电线路包括若干个单芯电缆交叉互联结构以及连接任意两个单芯电缆交叉互联结构的架空线结构，附图1中给出两个单芯电缆交叉互联结构及其之间的一段架空线机构作为示例。上述高压电缆—架空线混合输电线路所构成的简单电力系统结构如附图1所示，该电力系统中共包括电源——传输线——负载，高压电缆—架空线混合输电线路用作传输线。每个高压单芯电缆交叉互联结构连接于第一接地箱G1和第二接地箱G2之间，其包括三相线路，分别为A相线路、B相线路和C相线路。每相线路均包括依次编号从1至n的n段单芯电缆，n为大于或等于2的正整数。每相线路中所包含的各段单芯电缆的线芯直接依次相连接。每段单芯电缆均具有两端，分别为前端和后端。三相线路中各自的第1段单芯电缆的金属护层前端与第一接地箱G1相连接，A相线路中的第m段单芯电缆的金属护层后端通过交叉互联箱与B相线路中第m+1段单芯电缆的金属护层前端相连接，B相线路中的第m段单芯电缆的金属护层后端通过交叉互联箱与C相线路中第m+1段单芯电缆的金属护层前端相连接，C相线路中的第m段单芯电缆的金属护层后端通过交叉互联箱与A相线路中第m+1段单芯电缆的金属护层前端相连接，m＝1，2，…，n-1。三相线路中各自的第n段单芯电缆的金属护层后本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高压电缆—架空线混合输电线路的短路故障定位方法，用于定位高压电缆—架空线混合输电线路中的短路故障点，所述高压电缆—架空线混合输电线路包括若干个单芯电缆交叉互联结构以及连接任意两个所述单芯电缆交叉互联结构的架空线结构；每个所述单芯电缆交叉互联结构包括分别为A相线路、B相线路和C相线路的三相线路，每相所述线路均包括依次编号从1至n的n段单芯电缆，n为大于或等于2的正整数；每个所述单芯电缆交叉互联结构连接于第一接地箱和第二接地箱之间，其包括分别为A相线路、B相线路和C相线路的三相线路；每相所述线路均包括依次编号从1至n的n段单芯电缆，n为大于或等于2的正整数，每相所述线路中的各段所述单芯电缆的线芯直接依次相连接；三相所述线路中各自的第1段所述单芯电缆的金属护层前端与所述第一接地箱相连接，所述A相线路中的第m段所述单芯电缆的金属护层后端通过交叉互联箱与所述B相线路中第m+1段所述单芯电缆的金属护层前端相连接，所述B相线路中的第m段所述单芯电缆的金属护层后端通过交叉互联箱与所述C相线路中第m+1段所述单芯电缆的金属护层前端相连接，所述C相线路中的第m段所述单芯电缆的金属护层后端通过交叉互联箱与所述A相线路中第m+1段所述单芯电缆的金属护层前端相连接，m=1，2，…，n‑1，三相所述线路中各自的第n段所述单芯电缆的金属护层后端与所述第二接地箱相连接；所述架空线结构包括分别为A相架空线、B相架空线、C相架空线的三相架空线，三相所述架空线与其两端的所述单芯电缆交叉互联结构中对应的三相所述线路相连接；其特征在于：所述高压电缆—架空线混合输电线路的短路故障定位方法为：每个所述单芯电缆交叉互联结构中，对于三相所述线路中各自的第1段所述单芯电缆，定义其金属护层的前端直接检测到的电流信号的反向信号为该第1段所述单芯电缆的护层前端电流；对于三相所述线路中各自的第m段所述单芯电缆，定义其金属护层的后端直接检测到的电流为该第m段所述单芯电缆的护层后端电流和与其相连接的第m+1段所述单芯电缆的护层前端电流；对于三相所述线路中各自的第n段所述单芯电缆，定义其金属护层的后端直接检测到的电流为该第n段所述单芯电缆的护层后端电流；定义每段所述单芯电缆的护层后端电流的相位与其护层前端电流的相位之差为其护层电流相位差；若一段所述架空线结构两端的两个所述单芯电缆交叉互联结构中，每个所述单芯电缆交叉互联结构内各段所述单芯电缆的护层电流相位差均正负符号相同，且两个所述单芯电缆交叉互联结构中各段所述单芯电缆的护层电流相位差正负符号相反，则该段所述架空线结构中发生短路故障。...

【技术特征摘要】
1.一种高压电缆—架空线混合输电线路的短路故障定位方法，用于定位高压电缆—架空线混合输电线路中的短路故障点，所述高压电缆—架空线混合输电线路包括若干个单芯电缆交叉互联结构以及连接任意两个所述单芯电缆交叉互联结构的架空线结构；每个所述单芯电缆交叉互联结构包括分别为A相线路、B相线路和C相线路的三相线路，每相所述线路均包括依次编号从1至n的n段单芯电缆，n为大于或等于2的正整数；每个所述单芯电缆交叉互联结构连接于第一接地箱和第二接地箱之间，其包括分别为A相线路、B相线路和C相线路的三相线路；每相所述线路均包括依次编号从1至n的n段单芯电缆，n为大于或等于2的正整数，每相所述线路中的各段所述单芯电缆的线芯直接依次相连接；三相所述线路中各自的第1段所述单芯电缆的金属护层前端与所述第一接地箱相连接，所述A相线路中的第m段所述单芯电缆的金属护层后端通过交叉互联箱与所述B相线路中第m+1段所述单芯电缆的金属护层前端相连接，所述B相线路中的第m段所述单芯电缆的金属护层后端通过交叉互联箱与所述C相线路中第m+1段所述单芯电缆的金属护层前端相连接，所述C相线路中的第m段所述单芯电缆的金属护层后端通过交叉互联箱与所述A相线路中第m+1段所述单芯电缆的金属护层前端相连接，m=1，2，…，n-1，三相所述线路中各自的第n段所述单芯电缆的金属护层后端与所述第二接地箱相连接；所述架空线结构包括分别为A相架空线、B相架空线、C相架空线的三相架空线，三相所述架空线与其两端的所述单芯电缆交叉互联结构中对应的三相所述线路相连接；其特征在于：所述高压电缆—架空线混合输电线路的短路故障定位方法为：每个所述单芯电缆交叉互联结构中，对于三相所述线路中各自的第1段所述单芯电缆，定义其金属护层的前端直接检测到的电流信号的反向信号为该第1段所述单芯电缆的护层前端电流；对于三相所述线路中各自的第m段所述单芯电缆，定义其金属护层的后端直接检测到的电流为该第m段所述单芯电缆的护层后端电流和与其相连接的第m+1段所述单芯电缆的护层前端电流；对于三相所述线路中各自的第n段所述单芯电缆，定义其金属护层的后端直接检测到的电流为该第n段所述单芯电缆的护层后端电流；定义每段所述单芯电缆的护层后端电流的相位与其护层前端电流的相位之差为其护层电流相位差；若一段所述架空线结构两端的两个所述单芯电缆交叉互联结构中，每个所述单芯电缆交叉互联结构内各段所述单芯电缆的护层电流相位差均正负符号相同...

【专利技术属性】
技术研发人员：王纯林，黄晓军，宋晨杰，郑勇，陆融，周聪博，李明贞，周承科，周文俊，
申请(专利权)人：国网江苏省电力公司苏州供电公司，武汉大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32