[发明专利]基于无线通信的架空和电缆混合线路分布式故障测距方法

说明书

本发明公开了一种基于无线通信的架空和电缆混合线路分布式故障测距方法。所述方法包括如下步骤：获取整个混合线路两端和所有连接点处的电压电流；对所述电压电流进行相模变换获取电压电流相量；根据相邻连接点中的首端电压电流相量计算得到末端电压电流相量；判断所述计算得到末端电压电流相量与末端电压电流相量测量值是否不同获取故障点所在区段；根据所述故障点所在区段的首端正序电压电流和末端正序电压电流计算区段沿线的第一电压分布和第二电压分布；获取所述第一电压分布和第二电压分布中相等的点即为故障点；根据所述故障点计算得到故障点距离整个混合线路首端距离。本发明算法简单可靠，无需数据对时，测距结果准确。

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，具体是一种基于无线通信的架空和电缆混合线路分布式故障测距方法。

技术背景

随着电力电缆在现代电网中的逐步推广应用，电力系统中出现了越来越多的架空线电缆混合输电线路。输电线路是电力系统中发生故障最多的地方，其发生故障后，准确迅速的确定故障位置，对于降低巡线工作量、尽快恢复供电和提高供电可靠性都具有重要意义。目前传统的测距方案主要包括行波法和阻抗法。而混合输电线路中电缆与架空线的材料和结构特性有显著差别，相应的电阻、电感和电容参数也相差很大，给传统测距方法的应用造成了很大困难。混合线路中的连接点将会干扰线路中行波的传播，而阻抗法将会面临繁琐的阻抗计算问题。

近年来，随着无线通信技术的发展，4G、5G等技术的推广应用，使得无线通信系统的传输效率和可靠性都有了极大提升，相应的成本也有显著降低。将无线通信技术应用于架空和电缆输电线路故障测距，可望有效降低保护装置对有线通道的依赖，简化测距方案。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于无线通信的架空和电缆混合线路分布式故障测距方法，以解决现有技术中存在的混合线路的连接点干扰线路中行波传播、阻抗计算较繁琐的问题。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种基于无线通信的架空和电缆混合线路分布式故障测距方法，所述方法包括如下步骤：

获取整个混合线路两端和所有连接点处的电压电流；

对所述电压电流进行相模变换获取电压电流相量；

根据相邻连接点中的首端电压电流相量计算得到末端电压电流相量；

判断所述计算得到末端电压电流相量与末端电压电流相量测量值是否不同获取故障点所在区段；

根据所述故障点所在区段的首端正序电压电流和末端正序电压电流计算区段沿线的第一电压分布和第二电压分布；

获取所述第一电压分布和第二电压分布中相等的点即为故障点；

根据所述故障点计算得到故障点距离整个混合线路首端距离。

进一步的，所述相模变换方法包括：

其中，a为旋转因子。

使用测距分析装置得到的故障电压电流数据进行预处理。使用傅里叶算法计算各个电压电流的工频相量。使用对称分量变换矩阵S对电压电流进行相模变换，取正序量。

进一步的，故障线路区段定位，对于每一段线路，使用首端的电压电流相量，利用频域传输线计算公式，所述末端电压电流相量的计算方法包括：

式中，U_r,I_r分别为末端正序电压、电流，U_s,I_s分别为首端正序电压、电流相量，γ₁为线路正序传播系数，Z_c1为线路正序波阻抗，x为此段线路的长度。