一种海上直流电缆行波测距方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种海上直流电缆行波测距方法及系统，涉及故障线路测距技术领域，包括以下步骤：利用电缆实验记录各分段上波速度、波的传播时间和平均波速，设定故障发生，两端测量点检测初始故障行波到达时刻，初步故障测距，故障测距修正。本发明专利技术考虑了由于不同电缆线路之间，以及电缆长线每一分段之间的波速度差异带来的测距误差，并通过数学推导得出了误差项和精确测距结果的表达式；能够有效提高测距的准确度，实现快速和精确的故障测距以缩短检修时间、减少停电损失。减少停电损失。减少停电损失。

【技术实现步骤摘要】
一种海上直流电缆行波测距方法及系统


[0001]本专利技术涉及故障线路测距
，尤其涉及一种海上直流电缆行波测距方法及系统。

技术介绍

[0002]海上风电作为新能源发电领域的重要组成部分，具备资源条件稳定、距离负荷中心较近等优势，近年来成为世界各国风电发展的重要方向。而当海上风电的离岸距离超过70km甚至更远时，由于海底电缆存在对地电容作用，风场内网无功充电电流及过电压问题将不可忽视，采用高压交流输电将不能满足大容量、远距离海上风电输送的需求。因此，大型风电场传输并网应当采用高压直流输电的方式，目前，中国已建设并投运额定容量为1100MW，额定电压等级
±
400kV如东海上风电送出工程。海上风电采用直流电缆输电，相较于架空线，电缆的故障更加隐蔽，检修耗时更长。所以，在复杂的海洋环境中，如何能够实现快速和精确的故障测距以缩短检修时间、减少停电损失是一个值得关注的问题。
[0003]目前，广泛采用的故障测距方法是行波测距法，包括单端法和双端法。无论是单端法还是双端法都采用线路平均波速度进行计算，而在实际工程中直流电缆长线路是由单位长度电缆通过软接头技术进行连接而成，软接头将造成各段波速度的不一致，从而给行波测距法带来较大误差。
[0004]因此，提出一种海上直流电缆行波测距方法及系统，来解决现有的单一波速度问题以及波头识别不准确的现状，是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供了一种海上直流电缆行波测距方法及系统，用于实现精确的故障测距。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]一种海上直流电缆行波测距方法，包括以下步骤：
[0008]S101.利用电缆实验记录各分段上波速度、波的传播时间和平均波速：v
i
、t
i
(i＝1,2
…
n)和；
[0009]S201.若发生故障，则两端测量点检测初始故障行波到达时刻，初始故障行波到达线路始端的时刻为t
b
，初始故障行波到达线路末端的时刻为t
e
；
[0010]S301.不考虑若利用波速度平均值进行测距，得到的初步测距结果为l
1(0)
和l
2(0)
，其中l
1(0)
为故障与线路始端的初步测距结果，l
2(0)
为故障与线路末端的初步测距结果；
[0011]S401.对S301得到的初步测距结果进行修正，得到最终测距结果为l
1*
和l
2*
，其中，l
1*
为故障与线路始端的最终测距结果，l
2*
为故障与线路末端的最终测距结果。
[0012]可选的，S101的具体内容为：电缆线路起始端为0号点，末端为n号点。电缆单位长度为l，电缆共有n分段，电缆总长为L＝nl；在0号点与1号点之间的单位长度线路上，波速度记为v1，传播时间记为t1，同理，对于i号点与i
‑
1号点之间的线路，其波速度记为v
i
，传播时
间记为t
i
，所以在n
‑
1号点与n号点之间的单位长度线路上，波速度记为v
n
，传播时间记为t
n
；平均波速度为
[0013]可选的，若行波从0号点线路始端传递到n号点线路末端总共用时为利用实验方法测波速度时，
[0014][0015]可选的，S301中的初步测距结果如下：
[0016][0017][0018]可选的，S401中的最终测距结果如下：假设故障发生在a号与a+1号点之间的一段上，
[0019][0020][0021]式中，ε为修正量。
[0022]一种海上直流电缆行波测距系统，利用上述的一种海上直流电缆行波测距方法，包括：数据获取模块、故障设定模块、单片机、初步故障测距模块和故障修正模块；
[0023]数据获取模块，与单片机第一端口连接，用于利用电缆实验记录各分段上波速度、波的传播时间和平均波速：v
i
、t
i
(i＝1,2
…
n)和；
[0024]故障设定模块，与单片机第二端口连接，用于假设发生故障，则两端测量点检测初始故障行波到达时刻，初始故障行波到达线路始端的时刻为t
b
，初始故障行波到达线路末端的时刻为t
e
；
[0025]初步故障测距模块，与单片机第三端口连接，用于在不考虑若利用波速度平均值进行测距，得到的初步测距结果为l
1(0)
和l
2(0)
，其中l
1(0)
为故障与线路始端的初步测距结果，l
2(0)
为故障与线路末端的初步测距结果；
[0026]故障修正模块，与初步故障测距模块连接，用于对初步测距结果进行修正，得到最终测距结果为l
1*
和l
2*
，其中，l
1*
为故障与线路始端的最终测距结果，l
2*
为故障与线路末端的最终测距结果。
[0027]经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术提供了一种海上直流电缆行波测距方法及系统：考虑了由于不同电缆线路之间，以及电缆长线每一分段之间的波速度差异带来的测距误差，并通过数学推导得出了误差项和精确测距结果的表达式；能够有效
提高测距的准确度，实现快速和精确的故障测距以缩短检修时间、减少停电损失。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0029]图1为本专利技术提供的一种海上直流电缆行波测距方法流程图；
[0030]图2为本专利技术提供的一种海上直流电缆行波测距系统结构框图；
[0031]图3为不同波速度分段线路示意图；
[0032]图4为海上风电直流输电系统结构框图；
[0033]图5为海缆线路实验海缆末端测量信号以及小波变换，其中5.1为海缆线路实验原始电压信号，5.2为海缆线路实验小波变换后的模极大值；
[0034]图6为陆缆线路实验海缆末端测量信号以及小波变换，其中6.1为陆缆线路实验原始电压信号，6.2为陆缆线路实验小波变换后的模极大值；
[0035]图7为全线路实验全线路末端测量信号以及小波变换，其中7.1为全线路实验原始电压信号，7.2为全线路实验小波变换后的模极大值。
具体实施方式
[0036]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种海上直流电缆行波测距方法，其特征在于，包括以下步骤：S101.利用电缆实验记录各分段上波速度、波的传播时间和平均波速：v
i
、t
i
(i＝1,2
…
n)和S201.若发生故障，则两端测量点检测初始故障行波到达时刻，初始故障行波到达线路始端的时刻为t
b
，初始故障行波到达线路末端的时刻为t
e
；S301.不考虑若利用波速度平均值进行测距，得到的初步测距结果为l
1(0)
和l
2(0)
，其中l
1(0)
为故障与线路始端的初步测距结果，l
2(0)
为故障与线路末端的初步测距结果；S401.对S301得到的初步测距结果进行修正，得到最终测距结果为l
1*
和l
2*
，其中，l
1*
为故障与线路始端的最终测距结果，l
2*
为故障与线路末端的最终测距结果。2.根据权利要求1所述的一种海上直流电缆行波测距方法，其特征在于，S101的具体内容为：电缆线路起始端为0号点，末端为n号点。电缆单位长度为l，电缆共有n分段，电缆总长为L＝nl；在0号点与1号点之间的单位长度线路上，波速度记为v1，传播时间记为t1，同理，对于i号点与i
‑
1号点之间的线路，其波速度记为v
i
，传播时间记为t
i
，所以在n
‑
1号点与n号点之间的单位长度线路上，波速度记为v
n
，传播时间记为t
n
；平均波速度为3.根据权利要求2所述的一种海上直流电缆行波测距方法，其特征在于，若行波从0号点线路始端传递到n号点线...

【专利技术属性】
技术研发人员：王业，任旭超，黄海东，崔玉，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：