直流电缆精细化波速度双端行波测距方法、装置、设备及计算机可读存储介质与流程

本发明涉及电力系统故障测距，尤其涉及一种对直流电缆精细化波速度双端行波测距方法的改进。

背景技术：

1、电力线路是电力系统的命脉，承担着输送电能的重要责任。因此电力线路的运行可靠性影响着电力系统的供电可靠。而电力线路的工作环境及其恶劣，是电力系统中发生故障最多的地方，并且故障位置通常极难查找。所以，在线路发生故障后，快速精确地寻找到故障点即故障测距，不仅对及时修复线路和快速恢复供电，并且对电力系统安全稳定和经济运行都有重要意义。

2、目前广泛应用的传统的双端行波测距法是采用统一的波速度，通过测定故障初始行波到达线路两端测量点的时刻差，进行故障测距，是现有方法中较准确的一种。现有技术的双端行波故障测距法利用故障行波到达线路两端测量点的时间差来计算故障位置，其计算公式为：

3、

4、式(1)中，lb表示故障与首端测量点之间的距离，l为线路全长，tb和te分别为初始故障行波到达线路首端测量点和末端测量点的时刻，v为线路上行波传播的波速度。由式(1)可知：测距结果误差与波速度v有关。波速度是影响测距精度的重要因素。尤其是实际中可能存在同一条线路不同段间的波阻抗不一致，波速度不同的情况。若仍按同一个波速度进行计算，必然将引起测距误差。

5、在实际工程中，由于电缆线路分段制造，加之各段之间通过电缆接头连接，行波在每一段电缆上的传播速度有所差异，使用基于统一波速度的传统双端行波测距法将造成较大的误差。并且，电缆线路深埋于地下或海底，故障更加隐蔽，若测距误差较大，查找故障将更为耗时耗力。因此，电缆线路的故障测距对精度的要求高，在此基础上如何根据电缆线路的分段特点，研究新的电缆线路故障测距方法，以降低测距误差具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明针对以上技术问题，提供了一种能够克服若干分段的电缆线路自身存在的客观差异而导致的测距误差，进而能进一步提高测距精度的直流电缆精细化波速度双端行波测距方法、装置、设备及计算机可读存储介质。

2、本发明的技术方案是：直流电缆由子电缆接续而成，

3、首先，利用实测法测定每段子电缆的长度，以及行波在每段子电缆上传播时间；

4、再根据所测定的长度以及时间数据计算每一段子电缆的波速度，并形成用于测距的分段函数，

5、然后，在故障发生时，按以下步骤进行：

6、1)测距程序启动，

7、记录初始故障行波到达两端测量点的时刻tb、te，得初始故障行波传到首末两端测量点的时间差δt，δt＝tb﹣te；其中，tb为首端检测到的时刻，te为末端检测到的时刻；

8、2)根据得到的时间差δt，结合所述分段函数确定故障点所处的区段；

9、3)再将初始故障行波到达两端测量点的时刻之差δt代入测距函数的对应区段，确定故障发生的位置。

10、进一步地，在线路投运前或正常运行时进行所述实测法测定每段子电缆的长度以及行波在每段子电缆上传播时间；

11、测定后得每段子电缆的长度为l1、l2…ln，行波在每段子电缆上传播时间为t1、t2…tn，n为子电缆的数量。

12、进一步地，根据所测定的长度以及时间数据计算每一段子电缆的波速度v1、v2……vn，并形成如下用于测距的分段函数，

13、

14、式中：lb为故障与首端测量点之间的距离，t为行波在电缆全长上传播的时间，t＝t1+t2+…+tn。

15、进一步地，所述电缆波速度为：每一段电缆的波速度等于每段电缆长度除以行波在每段电缆上传播时间。

16、进一步地，所述测距的分段函数为：分段函数的自变量是初始故障行波到达两端测量点的时刻之差，因变量是故障点距离首端测量点的位置。

17、进一步地，所述测距程序启动后，记录初始故障行波到达两端测量点的时刻，首端检测到的时刻为tb，末端检测到的时刻为te。

18、实现权利要求1所述一种直流电缆精细化波速度双端行波测距方法的装置，包括：

19、检测模块，利用实测法测定每段子电缆的长度，以及行波在每段子电缆上传播时间；并根据所测定的长度以及时间数据计算每一段子电缆的波速度，并形成用于测距的分段函数；

20、测距模块，记录初始故障行波到达两端测量点的时刻；将初始故障行波到达两端测量点的时刻代入测距函数，确定故障发生的位置。

21、一种电子设备，包括存储器，处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至7中任一项所述的方法。

22、一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的方法。

23、本发明改进了传统双端行波测距方法，围绕电缆线路全程分段接续的特性，将故障点判断的理念从整体判断，转化为“先定段、再定点”的判断模式，进而大大降低了由于未考虑分段电缆波速度不一致的情况而带来的测距误差，实现了对分段直流电缆故障位置的精确测定。本发明构思精巧，大幅提升了电缆故障测距的精度，降低了电缆检修耗时。

技术特征：

1.一种直流电缆精细化波速度双端行波测距方法，直流电缆由子电缆接续而成，其特征在于，

2.根据权利要求1所述的直流电缆精细化波速度双端行波测距方法，其特征在于，在线路投运前或正常运行时进行所述实测法测定每段子电缆的长度以及行波在每段子电缆上传播时间；

3.根据权利要求2所述的直流电缆精细化波速度双端行波测距方法，其特征在于，根据所测定的长度以及时间数据计算每一段子电缆的波速度v1、v2……vn，并形成如下用于测距的分段函数，

4.根据权利要求3所述的直流电缆精细化波速度双端行波测距方法，其特征在于，所述电缆波速度为：每一段电缆的波速度等于每段电缆长度除以行波在每段电缆上传播时间。

5.根据权利要求3所述的直流电缆精细化波速度双端行波测距方法，其特征在于，所述测距的分段函数为：分段函数的自变量是初始故障行波到达两端测量点的时刻之差，因变量是故障点距离首端测量点的位置。

6.根据权利要求1所述的直流电缆精细化波速度双端行波测距方法，其特征在于，所述测距程序启动后，记录初始故障行波到达两端测量点的时刻，首端检测到的时刻为tb，末端检测到的时刻为te。

7.一种实现权利要求1所述直流电缆精细化波速度双端行波测距方法的装置，其特征在于，包括：

8.一种电子设备，包括存储器，处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至6中任一项所述的方法。

9.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的方法。

技术总结
本发明公开了一种直流电缆精细化波速度双端行波测距方法、装置、设备及计算机可读存储介质。本发明能克服分段电缆线路自身存在的客观差异而导致的测距误差，进而能进一步提高测距精度。利用实测法测定每段直流电缆长度以及行波在每段电缆上传播时间；根据所得数据计算每一段波速度，并形成用于测距的分段函数；测距程序启动后，记录初始故障行波到达两端测量点的时刻；将初始故障行波到达两端测量点的时刻代入测距函数，确定故障发生的位置。本发明改进了传统双端行波测距方法，减少了由于未考虑分段电缆波速度不一致的情况而带来的测距误差，实现了对分段直流电缆故障位置的精确测定。直接提升了电缆故障测距的精度，间接降低了电缆检修耗时。

技术研发人员：刘忠,张俊彦,刘超吾,刘恒门,詹昕,施慎行,张开鑫,于翔,董新洲
受保护的技术使用者：国网江苏省电力有限公司扬州供电分公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12