專利名稱：B型架空線—電纜混合線路行波故障定位方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種B型架空線一電纜混合線路行 波故障定位方法。
背景技術(shù)：
快速、準(zhǔn)確地確定電力線路的故障點位置，可加快永久故障的修復(fù)，及時消除隱患 以避免大量瞬時性故障的再次發(fā)生，對保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)運行有十分重要的
眉、ο隨著現(xiàn)代城市建設(shè)的發(fā)展，城市用電負(fù)荷不斷增大，現(xiàn)有的架空線路已經(jīng)無法滿 足城市發(fā)展的需要，而且縱橫交錯的架空線路也影響城市的整體形象。因此，電纜網(wǎng)絡(luò)供電 取代原有的架空線路供電已成為城市電網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢。隨著城市電網(wǎng)的不斷改造和升 級，城市電纜網(wǎng)絡(luò)逐步向IlOkV及以上電壓等級發(fā)展。由于高壓電纜的投資造價相當(dāng)高，大 部分能利用架空線路的路徑，一般不采用單純的電纜供電方式，這就出現(xiàn)了許多高壓架空 線和電纜的混合線路。另外，為了解決輸電線路跨越大水道和海峽的特殊問題，還出現(xiàn)了超高壓架空 線一電纜混合線路。比如，海南聯(lián)網(wǎng)工程就采用了 500kV超高壓、長距離和較大容量的架空 線一海底電纜混合輸電線路。從結(jié)構(gòu)形式來看，高壓架空線一電纜混合線路主要包括A型和B型兩種類型，其中 A型混合線路包括一段架空線和一段電纜，B型混合線路包括兩段架空線和一段電纜，且電 纜連接在兩段架空線之間。電力線路故障定位方法分為工頻電氣量法和暫態(tài)行波法兩大類。工頻電氣量法受 互感器變換誤差、線路分布電容、故障信號非周期分量等諸多因素的影響，測距誤差大，而 且并不適用于架空線一電纜混合線路。暫態(tài)行波法通過測量暫態(tài)行波在故障線路上的傳播 時間計算故障點到線路一端的距離，這種方法對于普通架空線路和電纜具有很高的定位精 度，其中架空線定位誤差可以達(dá)到500m以內(nèi)，而電纜定位誤差則可以達(dá)到Im以內(nèi)。但已經(jīng) 提出的各種單端和雙端行波故障定位算法不能直接用于架空線一電纜混合線路。因此，當(dāng) 混合線路發(fā)生故障后，往往要花費比普通架空線路更多的時間來查找和修復(fù)故障，這嚴(yán)重 影響了混合線路的供電可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能克服上述缺陷、適應(yīng)于電力系統(tǒng)混合線路故障定位 的B型混合線路行波故障定位方法。其技術(shù)方案為一種B型架空線一電纜混合線路行波故障定位方法，其特征在于采用以下步 驟⑴以架空線與電纜的連接點P1和P2為界，用Lra、Lc和Lre分別表示架空線段MPp 電纜段P1P2以及架空線段P2N的長度，用％和vC分別表示暫態(tài)行波在架空線和電 纜中的傳播速度，計算出P1點故障產(chǎn)生的初始行波浪涌到達(dá)線路兩端M、N的時間差
3CN 101930048 A說明書2/3 頁
+ 以及P2點故障產(chǎn)生的初始行波浪涌到達(dá)線路兩端Μ、N的時間差 vO vc vO
ΔΤ^=^· + ^-^·作為整定值；(2)測定線路某點故障產(chǎn)生的初始行波浪涌到達(dá)線
vO vC vO
路兩端Μ、N的絕對時刻，用tM和tN表示；(3)確定故障點位置，當(dāng)tM-tN = Δ Tp1時，故障 點即為P1 ；當(dāng)tM_tN = Δ Tp2時，故障點即為P2 ；當(dāng)tM_tN < Δ Tpi時，故障點位于MP1段，且
故障點與M端和N端之間的距離分別為Aw =\v0[(^-+Lol+L°2) + (tM 和Dnf =
2 vc V0
LJL0^L02-Dmf ；當(dāng)ΔΤΡ1 < tM-tN < Δ Tp2時，故障點位于P1P2段，且故障點與M端和N端 之間的距離分別為 Dmf = Lm-丄01 ~丄02) + (tu -和 Dnf = Lc+L01+L02-Dmf ；
L vCvO
當(dāng)tM-tN > Δ Tp2時，故障點位于線路P2N段，且故障點與N端和M端之間的距離分別為 Dnf+°2 )Μ —Μ]和 Dmf = Lc+L01+L。2-Dnf。
^ vCvO所述的B型架空線一電纜混合線路行波故障定位方法，步驟(2)中，B型混合線路 故障初始行波浪涌到達(dá)線路兩端M、N的絕對時刻tM和tN分別由安裝在線路兩端的在線行 波故障定位裝置通過實時檢測獲得。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，實現(xiàn)了 B型架空線一電纜混合線路的在線故障分段和準(zhǔn) 確故障測距，具有廣闊的應(yīng)用前景。


圖1是本發(fā)明的B型架空線一電纜混合線路故障初始行波浪涌傳播示意圖。圖2是本發(fā)明的B型架空線一電纜混合線路行波故障定位系統(tǒng)示意圖。圖中MP1、架空線 P1P2、電纜P2N、架空線 P1、架空線MP1與電纜P1P2的連接點 P2、電纜P1P2與架空線P2N的連接點Lqi、架空線區(qū)段MP1長度Lc、電纜區(qū)段P1P2長度LQ2、 架空線區(qū)段P2N長度tM、故障點F產(chǎn)生的初始行波浪涌到達(dá)線路M端的絕對時刻tN、故障 點F產(chǎn)生的初始行波浪涌到達(dá)線路N端的絕對時刻1、M端行波故障定位裝置2、N端行 波故障定位裝置3、M端衛(wèi)星同步時鐘4、N端衛(wèi)星同步時鐘5、光纖通道1PPS、衛(wèi)星 同步時鐘每秒向行波故障定位裝置發(fā)送一個脈沖時鐘同步信號。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對B型架空線一電纜混合線路行波故障定位方法的實現(xiàn)作以下說 明步驟LP1為架空線MP1與電纜P1P2的連接點，P2為電纜P1P2與架空線P2N的連接 點，L01 = 14. 8km, Lc = 21. 7km, L02 = 30km, vc = 171. 99km/ms, v0 = 293. 91km/ms，故障分
段的時差整定值則為
V0 Vc V0 293.91 171.99 293.91步驟2、混合線路故障初始行波浪涌到達(dá)線路兩端M、N的絕對時刻tM和tN分別由 安裝在線路兩端的在線行波故障定位裝置1和2通過實時檢測獲得，分別為tM = 0. 093ms 以及 tN = 0. 185ms，二者之差為 tM-tN = -0· 092 (ms)；3、根據(jù)步驟1、2所得數(shù)據(jù)，由于ΔΤΡ1 < tM-tN < Δ TP2,所以故 障點位于電纜P1P2區(qū)段，且故障點F與M端、N端的距離分別通過公式
Dmf =Lox +\vc[(^-Lm~L°2) + {tM 和 Dnf = !^+LZL02-Dmf 計算得到，具體為 Dmf =
丄 vcvo
22. 186km, Dnf = 44. 314km。經(jīng)驗證，該計算結(jié)果與實際相符。
權(quán)利要求
一種B型架空線 電纜混合線路行波故障定位方法，其特征在于采用以下步驟(1)以架空線與電纜的連接點P1和P2為界，用LO1、LC和LO2分別表示架空線段MP1、電纜段P1P2以及架空線段P2N的長度，用vO和vC分別表示暫態(tài)行波在架空線和電纜中的傳播速度，計算出P1點故障產(chǎn)生的初始行波浪涌到達(dá)線路兩端M、N的時間差 <mrow><mi>&Delta;</mi><msub> <mi>T</mi> <mrow><mi>P</mi><mn>1</mn> </mrow></msub><mo>=</mo><mfrac> <msub><mi>L</mi><mrow> <mi>O</mi> <mn>1</mn></mrow> </msub> <msub><mi>v</mi><mi>O</mi> </msub></mfrac><mo>-</mo><mrow> <mo>(</mo> <mfrac><msub> <mi>L</mi> <mi>C</mi></msub><msub> <mi>v</mi> <mi>C</mi></msub> </mfrac> <mo>+</mo> <mfrac><msub> <mi>L</mi> <mrow><mi>O</mi><mn>2</mn> </mrow></msub><msub> <mi>v</mi> <mi>O</mi></msub> </mfrac> <mo>)</mo></mrow> </mrow>以及P2點故障產(chǎn)生的初始行波浪涌到達(dá)線路兩端M、N的時間差 <mrow><mi>&Delta;</mi><msub> <mi>T</mi> <mrow><mi>P</mi><mn>2</mn> </mrow></msub><mo>=</mo><mfrac> <msub><mi>L</mi><mrow> <mi>O</mi> <mn>1</mn></mrow> </msub> <msub><mi>v</mi><mi>O</mi> </msub></mfrac><mo>+</mo><mrow> <mo></mo> <mfrac><msub> <mi>L</mi> <mi>C</mi></msub><msub> <mi>v</mi> <mi>C</mi></msub> </mfrac> <mo>-</mo> <mfrac><msub> <mi>L</mi> <mrow><mi>O</mi><mn>2</mn> </mrow></msub><msub> <mi>v</mi> <mi>O</mi></msub> </mfrac></mrow> </mrow>作為整定值；(2)測定線路某點故障產(chǎn)生的初始行波浪涌到達(dá)線路兩端M、N的絕對時刻，用tM和tN表示；(3)確定故障點位置，當(dāng)tM tN＝ΔTP1時，故障點即為P1；當(dāng)tM tN＝ΔTP2時，故障點即為P2；當(dāng)tM tN＜ΔTP1時，故障點位于MP1段，且故障點與M端和N端之間的距離分別為 <mrow><msub> <mi>D</mi> <mi>MF</mi></msub><mo>=</mo><mfrac> <mn>1</mn> <mn>2</mn></mfrac><msub> <mi>v</mi> <mi>O</mi></msub><mo>[</mo><mrow> <mo>(</mo> <mfrac><msub> <mi>L</mi> <mi>C</mi></msub><msub> <mi>v</mi> <mi>C</mi></msub> </mfrac> <mo>+</mo> <mfrac><mrow> <msub><mi>L</mi><mrow> <mi>O</mi> <mn>1</mn></mrow> </msub> <mo>+</mo> <msub><mi>L</mi><mrow> <mi>O</mi> <mn>2</mn></mrow> </msub></mrow><msub> <mi>v</mi> <mi>O</mi></msub> </mfrac> <mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><mrow> <mo>(</mo> <msub><mi>t</mi><mi>M</mi> </msub> <mo>-</mo> <msub><mi>t</mi><mi>N</mi> </msub> <mo>)</mo></mrow><mo>]</mo> </mrow>和DNF＝LC+LO1+LO2 DMF；當(dāng)ΔTP1＜tM tN＜ΔTP2時，故障點位于P1P2段，且故障點與M端和N端之間的距離分別為 <mrow><msub> <mi>D</mi> <mi>MF</mi></msub><mo>=</mo><msub> <mi>L</mi> <mrow><mi>O</mi><mn>1</mn> </mrow></msub><mo>+</mo><mfrac> <mn>1</mn> <mn>2</mn></mfrac><msub> <mi>v</mi> <mi>C</mi></msub><mo>[</mo><mrow> <mo>(</mo> <mfrac><msub> <mi>L</mi> <mi>C</mi></msub><msub> <mi>v</mi> <mi>C</mi></msub> </mfrac> <mo>-</mo> <mfrac><mrow> <msub><mi>L</mi><mrow> <mi>O</mi> <mn>1</mn></mrow> </msub> <mo>-</mo> <msub><mi>L</mi><mrow> <mi>O</mi> <mn>2</mn></mrow> </msub></mrow><msub> <mi>v</mi> <mi>O</mi></msub> </mfrac> <mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><mrow> <mo>(</mo> <msub><mi>t</mi><mi>M</mi> </msub> <mo>-</mo> <msub><mi>t</mi><mi>N</mi> </msub> <mo>)</mo></mrow><mo>]</mo> </mrow>和DNF＝LC+LO1+LO2 DMF；當(dāng)tM tN＞ΔTP2時，故障點位于線路P2N段，且故障點與N端和M端之間的距離分別為 <mrow><msub> <mi>D</mi> <mi>NF</mi></msub><mo>=</mo><mfrac> <mn>1</mn> <mn>2</mn></mfrac><msub> <mi>v</mi> <mi>O</mi></msub><mo>[</mo><mrow> <mo>(</mo> <mfrac><msub> <mi>L</mi> <mi>C</mi></msub><msub> <mi>v</mi> <mi>C</mi></msub> </mfrac> <mo>+</mo> <mfrac><mrow> <msub><mi>L</mi><mrow> <mi>O</mi> <mn>1</mn></mrow> </msub> <mo>+</mo> <msub><mi>L</mi><mrow> <mi>O</mi> <mn>2</mn></mrow> </msub></mrow><msub> <mi>v</mi> <mi>O</mi></msub> </mfrac> <mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><mrow> <mo>(</mo> <msub><mi>t</mi><mi>M</mi> </msub> <mo>-</mo> <msub><mi>t</mi><mi>N</mi> </msub> <mo>)</mo></mrow><mo>]</mo> </mrow>和DMF＝LC+LO1+LO2 DNF。
2.如權(quán)利要求1所述的B型架空線-電纜混合線路行波故障定位方法，其特征在于 步驟(2)中，B型混合線路故障初始行波浪涌到達(dá)線路兩端M、N的絕對時刻分別由 安裝在線路兩端的在線行波故障定位裝置通過實時檢測獲得。
全文摘要
本發(fā)明提供一種B型架空線-電纜混合線路行波故障定位方法，其步驟是(1)以架空線與電纜的連接點P1和P2為界，用LO1、LC和LO2分別表示架空線段MP1、電纜段P1P2以及架空線段P2N的長度，用vO和vC分別表示暫態(tài)行波在架空線和電纜中的傳播速度，計算出P1點故障產(chǎn)生的初始行波浪涌到達(dá)線路兩端M、N的時間差以及P2點故障產(chǎn)生的初始行波浪涌到達(dá)線路兩端M、N的時間差作為整定值；(2)測定線路某點故障產(chǎn)生的初始行波浪涌到達(dá)線路兩端M、N的絕對時刻，用tM和tN表示；(3)確定故障點位置。
文檔編號G01R31/08GK101930048SQ20101001151
公開日2010年12月29日 申請日期2010年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月8日
發(fā)明者陳平, 黃震 申請人:山東理工大學(xué)