A型架空线电缆混合线路行波故障定位方法.pdf

本发明提供一种A型架空线－电缆混合线路行波故障定位方法，其步骤是：(1)以架空线与电缆的连接点P为界，用LC和LO分别表示电缆段和架空线段的长度，用vO和vC分别表示暂态行波在架空线和电缆中的传播速度，计算出架空线与电缆的连接点P故障产生的初始行波浪涌到达线路两端M、N的时间差作为整定值；(2)测定线路某点故障产生的初始行波浪涌到达线路两端M、N的绝对时刻，用tM和tN表示；(3)确定故障点位置，当tM-tN＝ΔTP时，故障点即为架空线与电缆的连接点P；当tM-tN＜ΔTP时，故障点位于线路MP段，且故障点与M端和N端之间的距离分别为和DNF＝LC+LO-DMF；当tM-tN＞ΔTP时，故障点位于线路PN段，且故障点与N端和M端之间的距离分别为和DMF＝LC+LO-DNF。本方法实现了A型混合线路的在线故障分段和故障测距。

1.  一种A型架空线-电缆混合线路行波故障定位方法，其特征在于采用以下步骤：(1)以架空线与电缆的连接点P为界，用L_C和L_O分别表示电缆段和架空线段的长度，用v_O和v_C分别表示暂态行波在架空线和电缆中的传播速度，计算出架空线与电缆的连接点P故障产生的初始行波浪涌到达线路两端M、N的时间差ΔTP=LCvC-LOvO]]>作为整定值；(2)测定线路某点故障产生的初始行波浪涌到达线路两端M、N的绝对时刻，用t_M和t_N表示；(3)确定故障点位置，当t_M-t_N＝ΔT_P时，故障点即为架空线与电缆的连接点P；当t_M-t_N＜ΔT_P时，故障点位于线路MP段，且故障点与M端和N端之间的距离分别为DMF=12vC[(LCvC+LOvO)+(tM-tN)]]]>和D_NF＝L_C+L_O-D_MF；当t_M-t_N＞ΔT_P时，故障点位于线路PN段，且故障点与N端和M端之间的距离分别为DNF=12vO[(LCvC+LOvO)-(tM-tN)]]]>和D_MF＝L_C+L_O-D_NF。

2.  如权利要求1所述的A型架空线-电缆混合线路行波故障定位方法，其特征在于：步骤(2)中，A型混合线路故障初始行波浪涌到达线路两端M、N的绝对时刻t_M和t_N分别由安装在线路两端的在线行波故障定位装置通过实时检测获得。

A型架空线-电缆混合线路行波故障定位方法
技术领域
本发明属于电力系统保护技术领域，特别涉及一种A型架空线—电缆混合线路行波故障定位方法。
背景技术
快速、准确地确定电力线路的故障点位置，可加快永久故障的修复，及时消除隐患以避免大量瞬时性故障的再次发生，对保证电力系统的安全稳定和经济运行有十分重要的意义。
随着现代城市建设的发展，城市用电负荷不断增大，现有的架空线路已经无法满足城市发展的需要，而且纵横交错的架空线路也影响城市的整体形象。因此，电缆网络供电取代原有的架空线路供电已成为城市电网发展的必然趋势。随着城市电网的不断改造和升级，城市电缆网络逐步向110kV及以上电压等级发展。由于高压电缆的投资造价相当高，大部分能利用架空线路的路径，一般不采用单纯的电缆供电方式，这就出现了许多高压架空线和电缆的混合线路。
另外，为了解决输电线路跨越大水道和海峡的特殊问题，还出现了超高压架空线—电缆混合线路。比如，海南联网工程就采用了500kV超高压、长距离和较大容量的架空线—海底电缆混合输电线路。
从结构形式来看，高压架空线—电缆混合线路主要包括A型和B型两种类型，其中A型混合线路包括一段架空线和一段电缆，B型混合线路包括两段架空线和一段电缆，且电缆连接在两段架空线之间。
电力线路故障定位方法分为工频电气量法和暂态行波法两大类。工频电气量法受互感器变换误差、线路分布电容、故障信号非周期分量等诸多因素的影响，测距误差大，而且并不适用于架空线—电缆混合线路。暂态行波法通过测量暂态行波在故障线路上的传播时间计算故障点到线路一端的距离，这种方法对于普通架空线路和电缆具有很高的定位精度，其中架空线定位误差可以达到500m以内，而电缆定位误差则可以达到1m以内。但已经提出的各种单端和双端行波故障定位算法不能直接用于架空线—电缆混合线路。因此，当混合线路发生故障后，往往要花费比普通架空线路更多的时间来查找和修复故障，这严重影响了混合线路的供电可靠性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能克服上述缺陷、适应于电力系统混合线路故障定位的A型混合线路行波故障定位方法。其技术方案为：
一种A型架空线—电缆混合线路行波故障定位方法，其特征在于采用以下步骤：(1)以架空线与电缆的连接点P为界，用L_C和L_O分别表示电缆段和架空线段的长度，用v_O和v_C分别表示暂态行波在架空线和电缆中的传播速度，计算出架空线与电缆的连接点P故障产生的初始行波浪涌到达线路两端M、N的时间差ΔTP=LCvC-LOvO]]>作为整定值；(2)测定线路某点故障产生的初始行波浪涌到达线路两端M、N的绝对时刻，用t_M和t_N表示；(3)确定故障点位置，当t_M-t_N＝ΔT_P时，故障点即为架空线与电缆的连接点P；当t_M-t_N＜ΔT_P时，故障点位于线路MP段，且故障点与M端和N端之间的距离分别为和D_NF＝L_C+L_O-D_MF；当t_M-t_N＞ΔT_P时，故障点位于线路PN段，且故障点与N端和M端之间的距离分别为和D_MF＝L_C+L_O-D_NF。
所述的A型架空线—电缆混合线路行波故障定位方法，步骤(2)中，A型混合线路故障初始行波浪涌到达线路两端M、N的绝对时刻t_M和t_N分别由安装在线路两端的在线行波故障定位装置通过实时检测获得。
本发明与现有技术相比，实现了A型架空线—电缆混合线路的在线故障分段和准确故障测距，具有广阔的应用前景。
附图说明
图1是本发明的A型架空线—电缆混合线路故障初始行波浪涌传播示意图。
图2是本发明的A型架空线—电缆混合线路行波故障定位系统示意图。
图中：MP、电缆  PN、架空线  P、架空线与电缆的连接点  L_C、电缆区段MP长度  L_O、架空线区段PN长度  t_M、故障点F产生的初始行波浪涌到达线路M端的绝对时刻  t_N、故障点F产生的初始行波浪涌到达线路N端的绝对时刻  1、M端行波故障定位装置  2、N端行波故障定位装置  3、M端卫星同步时钟  4、N端卫星同步时钟  5、光纤通道  1PPS、卫星同步时钟每秒向行波故障定位装置发送一个脉冲时钟同步信号。
具体实施方式
下面结合附图对A型架空线—电缆混合线路行波故障定位方法的实现作以下说明：
步骤1、P为电缆MP与架空线PN的连接点，L_C＝21.7km，L_O＝30km，v_C＝171.99km/ms，v_O＝293.91km/ms，故障分段的时差整定值则为
步骤2、混合线路故障初始行波浪涌到达线路两端M、N的绝对时刻t_M和t_N分别由安装在线路两端的在线行波故障定位装置1和2通过实时检测获得，分别为t_M＝0.151ms以及t_N＝0.076ms，二者之差为t_M-t_N＝0.075(ms)；
步骤3、根据步骤1、2所得数据，由于t_M-t_N＞ΔT_P，所以故障点F位于架空线PN段，且故障点F与N端、M端的距离分别通过公式和D_MF＝L_C+L_O-D_NF计算得到，具体为D_NF＝22.519km，D_MF＝29.181km。
经验证，该计算结果与实际相符。