[发明专利]一种架空线电缆混合线路双端行波故障测距方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力故障测量方法，尤其涉及一种确定电力故障发生位置的方法。

背景技术

输电线路发生故障后会形成沿着输电线路向两端发展的故障行波。故障行波测距的基本原理是利用所检测到的故障行波到达母线的时间差与波速的乘积来确定故障发生的位置。

由于结构装置复杂、可靠性差、投资大，早期行波法难以获得大范围的推广。在数字信号处理技术以及微机、微电子技术的发展下，现代行波法得到了高速发展。

根据测距中所使用的电气量，可以将故障测距算法分为单端测距和双端测距。单端测距算法是根据故障点产生的行波从故障点往返一次的时间和行波波速来确定故障点距离，双端测距算法则是利用故障点产生的行波到达线路两端的时间并借助通信联系来实现故障点测距。由于单端测距算法还需要判断故障行波是来自故障点的反射还是对端母线的反射，因此，其相较于双端测距算法过程更为繁琐且可靠性低。随着GPS（Global Positioning System，全球定位系统）的飞速发展，同步测量故障点所产生的行波到达线路两端的时间能够精确至±0.1μs，双端测距算法进一步得到了广泛地应用。

当输电线路发生故障时，从线路两端安装的GPS装置上可以获得故障行波波头到达的具体时间，利用以下公式可以计算出故障点距离其中一个端点的距离为：

xF=L-Δt×v2]]>

其中，L为输电线路全长，Δt为两端检测的行波到达时间差，v为输电线路上行波传输速度。

上述公式仅适用于单一线路，而对于混合线路，例如包括架空线-电缆的混合线路，由于架空线和电缆的波阻抗不连续、行波在架空线和电缆上的传输速度不一致，因而混合线路就不能直接采用上述公式来进行测距计算。

发明内容

本发明的目的是提供一种架空线电缆混合线路双端故障行波测距方法，其可以利用在架空线-电缆混合线路两端监测点所检测到的故障行波波头到达的时间差来确定故障发生点距混合线路两端点的距离，从而判断故障发生的具体位置。

为了达到上述目的，本发明提供了一种架空线电缆混合线路双端故障行波测距方法，其包括步骤：

将混合线路分为若干个路段，以使架空线和电缆处于不同的路段；

采集故障行波传输至混合线路两端的时间，并据此得到其时间差；

假设故障发生在每一路段，根据所述时间差和故障行波在各路段的传输速度计算故障发生在每一路段的故障距离x_Fi，所述故障距离x_Fi为假设故障发生点与该故障发生点对应的路段沿故障行波传输方向的首端的距离；

将所述故障距离x_Fi与对应路段的长度L_i进行比较，若满足0≤x_Fi≤L_i，则判断故障发生在该路段；

确定故障发生点与混合线路端点之间的距离。

由于混合线路中的架空线和电缆的波阻抗不连续而导致行波在两者上的传输速度不同，需要将混合线路进行分段处理并把每一路段i的相应长度记为L_i。利用测得的故障行波传输到线路两端的时间差⊿t，已知每一路段的传输速度v_i及每一路段的长度L_i，并逐一假设各路段i为故障点发生所在的路段，分别计算获得故障距离x_F1，x_F2，x_F3，……x_Fi，其中，故障距离x_Fi为假设故障发生点与该故障发生点对应的路段沿故障行波传输方向的首端的距离，将算得的故障距离x_Fi一一与其对应的路段长度L_i进行比较，如果满足关系式0≤x_Fi≤L_i的话，则说明故障点即发生在路段i处。

本发明所述的方法架空线电缆混合线路双端故障行波测距方法不受限于混合线路的段数，且在判断故障区段时不存在任何重合区域，因此判断结果准确，使用方便。