一种架空线-电缆混合线路故障点定位方法和系统技术方案

本申请公开了一种架空线‑电缆混合线路故障点定位方法和系统，所述方法将行波到达架空线‑电缆混合线路两端测量点的时间差值用来确定故障区段，然后采用单端行波分析算法，对故障区段的数据进行数学形态学梯度变换。根据数学形态学梯度变换后的数据波形图确定折反射行波到达测量点时刻，结合混合线路的长度情况分析后确定折相应的反射行波，计算其时间差值并结合实际波速来进行故障定位。本申请降低了线路两端检测装置同步性问题对定位精度的影响；采用的数学形态学梯度变换法能较好的标记出信号中突变点对应的时刻，且受故障类型和故障区段的影响较小，有较好地适应性。

【技术实现步骤摘要】
一种架空线-电缆混合线路故障点定位方法和系统
本专利技术属于混合线路故障定位
，涉及一种架空线-电缆混合线路故障点定位方法和系统。
技术介绍
输电线路可进行跨区域长距离的能量输送，且具有较大的传输规模和很高的输电效率，实现了在我国能源资源分布不均的国情下，能源在不同地域间的优化利用。现阶段，电能的传递主要通过架空线和电缆线路。在架空线路段输电线路下可能有较高的树木，某些情况下会对树木进行放电导致接地短路；森林火灾也可能会使架空线路的燃烧最终导致断线；电缆在运行过程中存在由于绝缘受潮或者受到外力破坏作用等导致的接地或断线的情况。由于架空线-电缆混合线路运行环境复杂，检修维护有一定的难度，故障后检修不及时，更是加深了故障对整个供配电系统的影响。目前常见的混合线路故障定位方法为：选取线路的两个测量点，然后计算行波第一次到达两个测量点的时间差值，通过时间差值和波速来进行定位，这种检测方法虽然简单易行，但是由于行波在传输过程中由故障点传播至测量点时，途经电缆和架空线，由于线路损耗的影响，导致波形到达测量点时暂态特征已经不突出，同时受限于两测量点检测装置的同步问题，不能准确确定时间差。
技术实现思路
为解决现有技术中的不足，本申请提供一种架空线-电缆混合线路故障点定位方法和系统，将行波到达架空线-电缆混合线路两端测量点的时间差值用来确定故障区段。然后采用单端行波分析算法，对该区段的数据进行数学形态学梯度变换。根据数学形态学梯度变换后的数据确定折反射行波到达测量点时刻，结合混合线路的长度情况分析后选取合适的折反射行波，计算其时间差值并结合实际波速来进行故障定位。为了实现上述目标，本申请的第一件专利技术采用如下技术方案：一种架空线-电缆混合线路故障点定位方法，所述方法包括以下步骤：步骤1：在故障架空线-电缆混合线路上设置第一测量点C点和第二测量点D点；步骤2：计算不同故障位置情况下，C点和D点监测到故障行波的行波时间差、C点第一次和第二次监测到故障行波的行波时间差，以及D点第一次和第二次监测到故障行波的行波时间差；步骤3：计算实际故障情况下，C点和D点监测到故障行波的行波时间差；步骤4：步骤3计算的行波时间差Δt与步骤2计算的行波时间差比较，确定实际故障区段或故障点，若得到故障区段，则执行步骤5，若已确定故障点，则定位结束；步骤5：采用单端行波分析算法定位故障点。本专利技术进一步包括以下优选方案：优选地，步骤1具体为：将故障架空线-电缆混合线路PQ以架空线和电缆的连接点E点和F点为端点分为PE段、EF段和FQ段，其中EF段中点为G点；在PE段中点设置第一测量点C点，在FQ段中点设置第二测量点D点。优选地，所述步骤2具体包括：计算当故障发生在C点或PC段时，C点和D点监测到故障行波的行波时间差Δt1；计算当故障发生在E点时，C点和D点监测到故障行波的行波时间差Δt2；计算当故障发生在G点时，C点和D点监测到故障行波的行波时间差Δt3；计算当故障发生在F点时，C点和D点监测到故障行波的行波时间差Δt4；计算当故障发生在D点或DQ段时，C点和D点监测到故障行波的行波时间差Δt5；计算当故障发生在C点时，C点第一次和第二次监测到故障行波的行波时间差Δt6；计算当故障发生在D点时，D点第一次和第二次监测到故障行波的行波时间差Δt7。优选地，所述步骤4中，若Δt1＜Δt＜Δt2，则故障区段为CE段；Δt＝Δt1，故障发生在C点或PC段，Δt＝Δt2，故障点为E点；若Δt2＜Δt＜Δt3，则故障区段为EG段；Δt＝Δt3，故障点为G点；若Δt3＜Δt＜Δt4，则故障区段为GF段；Δt＝Δt4，故障点为F点；若Δt4＜Δt＜Δt5，则故障区段为FD段；Δt＝Δt5，故障发生在D点或DQ段；若Δt>Δt6，则故障区段为PC段；Δt＝Δt6，故障点为C点；若Δt>Δt7，则故障区段为DQ段；Δt＝Δt7，故障点为D点。优选地，步骤5具体为：步骤5.1：在matlab中采用形态梯度法对同一单端测量点的电流或电压数据进行形态学梯度变换，得到梯度变换后的数据波形图；步骤5.2：根据梯度变换后数据波形图中的暂态突变点确定折反射行波第一次和第二次到步骤5.1所选用测量点时刻；步骤5.3：分析混合线路的长度情况，确定第一次和第二次到步骤5.1所选用测量点的折反射行波；步骤5.4：根据步骤5.2和步骤5.3分别计算折反射行波第一次和第二次到达步骤5.1所选用测量点的时间差值，并结合实际波速来进行故障点定位。本申请还公开了另一件专利技术，即一种架空线-电缆混合线路故障点定位系统，所述系统包括设置模块、第一计算模块、第二计算模块、比较模块和定位模块；所述设置模块，用于在故障架空线-电缆混合线路上设置第一测量点C点和第二测量点D点；所述第一计算模块，用于计算不同故障位置情况下，C点和D点监测到故障行波的行波时间差、C点第一次和第二次监测到故障行波的行波时间差，以及D点第一次和第二次监测到故障行波的行波时间差；所述第二计算模块，用于计算实际故障情况下，C点和D点监测到故障行波的行波时间差；所述比较模块，用于第二计算模块计算的行波时间差Δt与第一计算模块计算的行波时间差比较，确定实际故障区段或故障点，若得到故障区段，则进入定位模块，若已确定故障点，则定位结束；所述定位模块，用于采用单端行波分析算法定位故障点。本申请所达到的有益效果：1.本申请采用行波第一次到达架空线-电缆混合线路两端测量点的时间差值来确定故障区段，确定故障区段后采用单端行波分析算法来进行精确点定位，从而降低线路两端检测装置同步性问题对定位精度的影响；2.本专利技术采用的数学形态学梯度变换法能较好的标记出信号中突变点对应的时刻，且受故障类型和故障区段的影响较小，有较好地适应性；3.采用本申请方法处理混合线路的故障问题，在实际混合线路故障定位运用中有较好的效果。附图说明图1是本申请一种架空线-电缆混合线路故障点定位方法的流程图；图2是本申请实施例中架空线-电缆混合线路结构示意图。图3是本申请实施例中单端行波分析算法中行波折反射示意图；图4为本申请实施例中C、D两点的电流数据波形及其形态学梯度变换后得到的数据波形图；图5为本申请实施例中C点波形局部展开图。具体实施方式下面结合附图对本申请作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本申请的保护范围。如图1所示，本申请的一种架空线-电缆混合线路故障点定位方法，包括以下步骤：步骤1：在故障架空线-电缆混合线路上设置第一测量点C点和第二测量点D点；如图2所示，本申请实施例中，步骤1具体为：将故障架空线-电缆混合线路PQ以架空线和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种架空线-电缆混合线路故障点定位方法，其特征在于：/n所述方法包括以下步骤：/n步骤1：在故障架空线-电缆混合线路上设置第一测量点C点和第二测量点D点；/n步骤2：计算不同故障位置情况下，C点和D点监测到故障行波的行波时间差、C点第一次和第二次监测到故障行波的行波时间差，以及D点第一次和第二次监测到故障行波的行波时间差；/n步骤3：计算实际故障情况下，C点和D点监测到故障行波的行波时间差；/n步骤4：步骤3计算的行波时间差Δt与步骤2计算的行波时间差比较，确定实际故障区段或故障点，若得到故障区段，则执行步骤5，若已确定故障点，则定位结束；/n步骤5：采用单端行波分析算法定位故障点。/n

【技术特征摘要】
1.一种架空线-电缆混合线路故障点定位方法，其特征在于：
所述方法包括以下步骤：
步骤1：在故障架空线-电缆混合线路上设置第一测量点C点和第二测量点D点；
步骤2：计算不同故障位置情况下，C点和D点监测到故障行波的行波时间差、C点第一次和第二次监测到故障行波的行波时间差，以及D点第一次和第二次监测到故障行波的行波时间差；
步骤3：计算实际故障情况下，C点和D点监测到故障行波的行波时间差；
步骤4：步骤3计算的行波时间差Δt与步骤2计算的行波时间差比较，确定实际故障区段或故障点，若得到故障区段，则执行步骤5，若已确定故障点，则定位结束；
步骤5：采用单端行波分析算法定位故障点。


2.根据权利要求1所述的一种架空线-电缆混合线路故障点定位方法，其特征在于：
步骤1具体为：将故障架空线-电缆混合线路PQ以架空线和电缆的连接点E点和F点为端点分为PE段、EF段和FQ段，其中EF段中点为G点；
在PE段中点设置第一测量点C点，在FQ段中点设置第二测量点D点。


3.根据权利要求2所述的一种架空线-电缆混合线路故障点定位方法，其特征在于：
所述步骤2具体包括：
计算当故障发生在C点或PC段时，C点和D点监测到故障行波的行波时间差Δt1；
计算当故障发生在E点时，C点和D点监测到故障行波的行波时间差Δt2；
计算当故障发生在G点时，C点和D点监测到故障行波的行波时间差Δt3；
计算当故障发生在F点时，C点和D点监测到故障行波的行波时间差Δt4；
计算当故障发生在D点或DQ段时，C点和D点监测到故障行波的行波时间差Δt5；
计算当故障发生在C点时，C点第一次和第二次监测到故障行波的行波时间差Δt6；
计算当故障发生在D点时，D点第一次和第二次监测到故障行波的行波时间差Δt7。


4.根据权利要求3所述的一种架空线-电缆混合线路故障点定位方法，其特征在于：
步骤4中，若Δt1＜Δt＜Δt2，则故障区段为CE段；Δt＝Δt1，故障发生在C点...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵轩，王东海，周平，高飞，方春华，翟超超，邓鹏，陈伟，吕立翔，杨卓然，周萌，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司南京供电分公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32