架空线-电缆混合线路分布式故障测距方法技术

本发明专利技术公开了一种架空线-电缆混合线路分布式故障测距方法，其包括步骤：设置检测点；判断故障是否发生于架空线-电缆混合线路上；确定发生故障的支路；故障点初步定位；以及故障点精确定位。本发明专利技术所述的架空线-电缆混合线路分布式故障测距方法能够对故障位置进行精确定位，且该方法不受故障类型过渡电阻以及故障位置的影响，误差非常小，一般在一百米以内。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种，其包括步骤：设置检测点；判断故障是否发生于架空线-电缆混合线路上；确定发生故障的支路；故障点初步定位；以及故障点精确定位。本专利技术所述的能够对故障位置进行精确定位，且该方法不受故障类型过渡电阻以及故障位置的影响，误差非常小，一般在一百米以内。【专利说明】
本专利技术涉及一种故障定位方法，尤其涉及一种架空线-电缆混合线路的故障定位 方法。
技术介绍
现代化城镇的高速发展使得城市空间日益紧张，而架空线走廊不仅需要占用大量 空间资源，空中纵横交叉也不美观。为了解决该个问题，大多数城区已经采用埋地电缆代替 架空线。电缆的大量敷设不仅美化市容，优化城市布局，此外由于电缆的电容比架空线大得 多，其还能改善功率因数，提高线路输送容量，但由于敷设电缆成本较高，在远离城区的地 域一般仍使用架空线，该就形成了架空线-电缆混合线路。 由于电缆和架空线在物理结构、电气特性等方面的差异，传统的故障分析和行波 测距方法无法适用于混合线路故障测距。 例如，故障分析法通过双端电压、电流来推算连接点的电压、电流，再根据幅值比 较来确定故障点所在的支路，然后依据故障支路的相关参数迭代求解故障点位置。然而该 方法只适用于结构简单的混合线路，对于电力电缆、架空线交替出现的混合线路，该方法使 用复杂，且误差会随着电缆、架空线连接点的增多而增大，从而降低测距精度。 又例如，行波法由于测距复杂性不高，且不受过渡电阻、故障类型的影响，近年来 得到大量应用。混合线路行波测距主要有波速归一法和行波时间差法。其中，波速归一法通 过对电缆或者架空线的波速度W及长度进行归算，从而将混合线路简化为单一线路进行测 距，计算出故障距离后，再转换为实际线路的长度。然而该方法需要反复折算，且行波速度 受线路参数W及周围的环境的影响有一定的波动，误差较大。行波时间差法通过故障行波 到达两端的时间差先确定故障线路区段，然后根据单端或者双端行波法进行精确定位。虽 然该方法相对波速归一法更加精确，但由于电缆中行波衰减比较快，混合线路两端波头难 W检测，且混合线路行波过程复杂，该使得该方法难W判断行波波头来源。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是提供一种，该方 法W首个故障行波到达时间作为初步故障定位依据，然后根据离故障点最近的检测点所检 测到的第二个行波来对定位结果进行修正，从而实现了架空线-电缆混合线路中故障的精 确定位。 为了达到上述目的，本专利技术提供了一种架空线-电缆混合线路分布式故障测距方 法，其包括步骤： 设置检测点；将架空线-电缆混合线路的两端端部（也即母线处）W及架空线和 电缆的各连接点设为检测点； 判断故障是否发生于架空线-电缆混合线路上；判断所有检测点检测到的电流方 向是否均相同，若为是，则故障发生于架空线-电缆混合线路的外侧，不再进行下一步；若 为否，则判断故障发生于架空线-电缆混合线路上，并进行下一步； 确定发生故障的支路：若相邻检测点检测到的电流方向相反，则该相邻检测点之 间的支路即为发生故障的支路； 故障点初步定位；根据发生故障的支路两端的检测点检测到的首个故障行波波头 的到达时间初步确定故障点的位置； 故障点精确定位；设发生故障的支路的首端为P端，尾端为Q端，将P、Q两端中距 离故障点较近的检测点所检测到的第二个行波作为修正波；采用修正波修正故障点的位置 W获得精确的故障点位置。 可选地，在本专利技术所述的中的故障点 初步定位步骤中，采用下述模型公式对故障点进行初步定位： 【权利要求】1. 一种，其特征在于，包括步骤： 设置检测点：将架空线-电缆混合线路的两端端部以及架空线和电缆的各连接点设为 检测点； 判断故障是否发生于架空线-电缆混合线路上：判断所有检测点检测到的电流方向是 否均相同，若为是，则故障发生于架空线-电缆混合线路的外侧；若为否，则判断故障发生 于架空线-电缆混合线路上，并进行下一步； 确定发生故障的支路：若相邻检测点检测到的电流方向相反，则该相邻检测点之间的 支路即为发生故障的支路； 故障点初步定位：根据发生故障的支路两端的检测点检测到的首个故障行波波头的到 达时间初步确定故障点的位置； 故障点精确定位：设发生故障的支路的首端为P端，尾端为Q端，将P、Q两端中距离故 障点较近的检测点所检测到的第二个行波作为修正波；采用修正波修正故障点的位置以获 得精确的故障点位置。2. 如权利要求1所述的，其特征在于，在故 障点初步宙份步骤中，采用下沭模型公式对故障点进行初步定位：其中，设故障发生的支路的长度为L，故障发生的支路的首端为P端，尾端为Q端，检测 到故障发生的初始时刻为h，检测到首个故障行波波头到达P端和Q端的的时刻分别为tp 和t,，根据上述公式可以算得故障点距离首端P和尾端Q的距离Lp和L,。3. 如权利要求1所述的，其特征在于，在故 障点初步定位步骤中，采用下述模型公式对故障点进行初步定位：其中，设故障发生的支路的长度为L，该支路上的行波速度为v，故障发生的支路的首 端为P端，尾端为Q端，检测到首个故障行波波头到达P端和Q端的的时刻分别为tp和t,， 根据上述公式可以算得故障点距离首端P和尾端Q的距离Lp和L,。4. 如权利要求1所述的，其特征在于，在故 障点精确定位步骤中，采用修正波修正故障点的位置以获得精确的故障点位置包括：计算 故障点修正位置与初步确定的故障点位置的平均值，该平均值为精确的故障点位置。5. 如权利要求1所述的，其特征在于，所述 故障点精确定位步骤包括：判断修正波是故障点的反射波还是与故障发生支路相邻的支路 的对端连接点反射波，然后根据确定结果计算故障点的修正位置。6. 如权利要求5所述的，其特征在于，若修 正波是故障点反射波，且故障点距离故障发生的支路的尾端Q端较近，则根据下述公式计 算故障点修正位置：式中，L为故障发生的支路的长度，故障发生的支路的首端为P端，尾端为Q端，检测到 首个故障行波波头到达P端和Q端的的时刻分别为tpl和tql，IV为故障点距离Q端的距离 的修正值，Lp'为故障点距离P端的距离的修正值，tq4为作为修正波的故障点反射波的波头 到达Q端的时间。7. 如权利要求5所述的，其特征在于，若修 正波是故障点反射波，且故障点距离故障发生的支路的首端P端较近，则根据下述公式计 算故障点修正位置：式中，L为故障发生的支路的长度，故障发生的支路的首端为P端，尾端为Q端，检测到 首个故障行波波头到达P端和Q端的的时刻分别为tpl和tql，IV为故障点距离Q端的距离 的修正值，Lp'为故障点距离P端的距离的修正值，tp4为作为修正波的故障点反射波的波头 到达P端的时间。8. 如权利要求6或7所述的，其特征在于， 所述故障点精确定位步骤包括：对故障发生的初始时刻进行修正，修正公式为： 当故障点距离故障发生的支路的尾端Q端较近时G 其中，tql为首个故障 行波波头到达Q端的时间，tq4为故障点反射波的波头到达Q端的时间； 当故障点距离故障发生的支路的首端p端较近时A= 其中，tpl为首个故障 行波波头到达P端的时间，tp4为故障点反射波的波头到达P端的时间。9. 如权利要求6或7所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种架空线‑电缆混合线路分布式故障测距方法，其特征在于，包括步骤：设置检测点：将架空线‑电缆混合线路的两端端部以及架空线和电缆的各连接点设为检测点；判断故障是否发生于架空线‑电缆混合线路上：判断所有检测点检测到的电流方向是否均相同，若为是，则故障发生于架空线‑电缆混合线路的外侧；若为否，则判断故障发生于架空线‑电缆混合线路上，并进行下一步；确定发生故障的支路：若相邻检测点检测到的电流方向相反，则该相邻检测点之间的支路即为发生故障的支路；故障点初步定位：根据发生故障的支路两端的检测点检测到的首个故障行波波头的到达时间初步确定故障点的位置；故障点精确定位：设发生故障的支路的首端为P端，尾端为Q端，将P、Q两端中距离故障点较近的检测点所检测到的第二个行波作为修正波；采用修正波修正故障点的位置以获得精确的故障点位置。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宗杰，刘亚东，代杰杰，胡赟，谢潇磊，盛戈皞，江秀臣，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网山东省电力公司济宁供电公司，上海交通大学，
类型：发明
国别省市：北京;11