度及架空线路波速度，由式（6)可得电缆区段波速度为168. 8m/us。该波速度数 值符合已知电缆线路波速度范围，可见该波速数值有效并将其作为故障行波测距中电缆区 段的波速度数值。在线取得电缆线路段波速数值后，计算节点时间差如表格2所示。
[0103] 表格2各标号连接点与时间节点
[0104]
[0105] ⑴仿真实施例一：
[0106] 架空线路区段3-4距离标号3处2. 500km处发生单相接地故障。故障后测量端M、N 处行波测距装置分别启动并记录初始故障行波达到时刻分别为〇. 0201079s，0. 0200046s， 行波测距装置记录的测量端M、N处初始故障行波的波形以及其对应的小波变换系统，如图 2a)_图2d)所示。
[0107] 经计算Λ t = 103. 3us，对应表格2可得，故障区间位于区段3-4之间，故障点与2 号节点距离为2. 482km，误差0. 018km。
[0108] (2)仿真实施例二：
[0109] 电缆线路2-3区段距标号2节点1.500km处发生单相接地故障。若ε取值为 1. 002, Λ 1取为10m，则故障点与测量端M间线路实际物理长度应为16. 554km。测量端Μ、Ν 端分别检测到故障行波到达时刻为0. 0200669s，0. 0200457s，行波测距装置记录的测量端 M、N处初始故障行波的波形以及其对应的小波变换系统，如图3a)_图3d)所示。
[0110] 经计算可得Λ t = 21. 2us，对应表格2可得，故障区间位于区段2-3之间。
[0111] 与常规测距方法相比，常规FLT模式可得故障点距M端16. 401km，误差0. 099km。 采用精确计算得故障距离为16. 557km，该数值更接近故障点与M测量端间的线路物理实际 长度，但同时由于线路长度误差影响，计算巡线点将偏移〇. 〇57km。
[0112] 本发明的该方法明显提高了故障点的定位精度，消除线路长度误差对故障测距及 故障点确定带来的干扰，尤其对于电缆区段定位，其精度的提高对于故障巡线时减少人力 物力投入、及时恢复供电的意义更大。
[0113] (3)仿真实施例三：
[0114] 架空线路区段1-2距离标号1处0. 040km处发生单相接地故障。测量端M、N端 分别检测到故障行波到达时刻为0. 0200840s，0. 0201621s，行波测距装置记录的测量端M、 N处初始故障行波的波形以及其对应的小波变换系统，如图4a)_图4d)所示。
[0115] 经计算Λ t = -78. lus，对应表格2可得，故障区间位于区段1-2之间，故障点与2 号节点距离为0. 023km，误差0. 017km。相比于未校正时间节点，则将错误判断故障点为与 区段0-1之间。常规模式测得故障点距M端2. 978km，误差0.062km。可见本发明确定的节 点时间差提高故障区段判断的准确性，尤其对于相邻线路区间连接点处附近故障，更有利 于区段准确识别。
[0116] 以上仿真结果表明，本发明的该方法对混合线路的故障测距具有可靠准确的效 果，可准确获得故障点所在区段，并由所提计算模式可准确获得故障巡线点的位置，消除了 波速度误差的干扰。该测距方法物理概念清晰，测距结果准确有效。
[0117] 由于空线-电缆混合线路中故障行波折反射情况相当复杂，且折反射系数的存在 使得故障行波信号衰减较大，故障初始行波后的后续行波波头的性质不易识别，因此混合 线路中适合使用线路始末两端行波信号进行故障测距。此外，混合线路中电缆线路区段由 于波速度波动相对较大，对测距结果引入一定误差，结合配电网结构的特征，母线分支线路 较多，本发明的该方法为利用区外线路故障实现所测线路电缆波速度在线测量提供了条 件。
[0118] 上述虽然结合附图对本发明的【具体实施方式】进行了描述，但并非对本发明保护范 围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不 需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
【主权项】
1. 一种配电网混合线路中故障点的定位方法，所述混合线路包括架空线路和电缆线路 这两种类型，按照线路类型将混合线路划分为若干个线路区间，两个相邻的同一类型线路 为同一线路区间；测量每一线路区间的长度及故障行波在架空线路中传播的速度；混合线 路两端均设有测量端；其特征在于，包括： 步骤（1):采用监测区外故障的方法，在线测量故障行波在电缆线路中的传播速度； 步骤（2):设任一线路区间的一个端点处发生故障，根据每一线路区间的长度及故障 行波在线路区间的传播速度，计算初始故障行波到达混合线路两测量端的时间差；该时间 差设为节点时间差，建立线路区间端点与节点时间差的一一对应关系，存储至数据库； 步骤（3):在混合线路实际发生故障时，测量初始故障行波到达混合线路两测量端的 实测时间差；该实测时间差依次与数据库中的节点时间差相比较，获取与实测时间差最接 近的两个相邻的节点时间差，确定这两个相邻的节点时间差对应的线路区间为故障线路区 间； 步骤（4):根据实际故障点到故障线路区间一端点的距离等于实测时间差与故障线路 区间的该端点所对应的节点时间差的差值乘以故障行波在故障线路区间中传播速度数值 的一半，计算实际故障点的位置。2. 如权利要求1所述的一种配电网混合线路中故障点的定位方法，其特征在于，所述 步骤（1)的具体过程为： 步骤（I. 1):设发生区外故障，分别测量故障行波达到混合线路两测量端的时刻； 步骤（1.2):根据每一线路区间的长度、故障行波在架空线路中传播的速度及故障行 波达到混合线路两测量端的时刻，求取故障行波在电缆线路中的传播速度。3. 如权利要求2所述的一种配电网混合线路中故障点的定位方法，其特征在于，所述 步骤（1.2)中，故障行波在电缆线路中的传播速度V#为： 式中，Ia表示电缆线路的总长度；Is表示架空线路的总长度；V5为故障行波在架空线 路中传播速度；t'M、t'N表示发生区外故障时，初始故障行波分别到达混合线路的M测量 端和N测量端的时刻。4. 如权利要求1所述的一种配电网混合线路中故障点的定位方法，其特征在于，所述 步骤（3)中，在混合线路两测量端分别安装行波故障测距装置，利用行波故障测距装置分 别测量初始故障行波分别到达混合线路两测量端的时刻，进而测量出初始故障行波分别到 达混合线路两测量端的实测时间差。5. 如权利要求2所述的一种配电网混合线路中故障点的定位方法，其特征在于，所述 步骤（1.1)中，在混合线路两测量端分别安装行波故障测距装置，利用行波故障测距装置 分别到达混合线路两测量端的时刻。6. 如权利要求3所述的一种配电网混合线路中故障点的定位方法，其特征在于，所述 步骤（4)中，实际故障点到靠近M测量端的故障线路区间的端点的距离1' "为：式中，tn为故障线路区间靠近M测量端的节点时间差，v为故障行波在故障线路区间中 的传播速度；n表示靠近M测量端的故障线路区间的端点标号，n为自然数；tMN表示实际发 生故障时，初始故障行波到达混合线路M测量端和N测量端的实测时间差。7. 如权利要求6所述的一种配电网混合线路中故障点的定位方法，其特征在于，所述 步骤（4)中，当n= 0时，实际故障点到混合线路M测量端的的距离1"为： In,= !'m 当n多1时，实际故障点到混合线路M测量端的的距离1"为：式中，i表示线路区间的端点标号；与M测量端重合的线路区间的端点的标号为0,从M测量端到N测量端线路区间的端点标号依次增加I;liU+1)表示线路区间端点标号为i到 i+1的线路区间的长度。8. 如权利要求1所述的一种配电网混合线路中故障点的定位方法，其特征在于，所述 步骤（3)中的故障线路区间为架空线路区间或电缆线路区间。
【专利摘要】本发明公开了一种配电网混合线路中故障点的定位方法，包括采用监测区外故障的方法，在线测量故障行波在电缆线路中的传播速度；设任一线路区间的一个端点处发生故障，计算初始故障行波到达混合线路两测量端的时间差；该时间差设为节点时间差，建立线路区间端点与节点时间差的一一对应关系，存储至数据库；在混合线路实际发生故障时，测量初始故障行波到达混合线路两测量端的实测时间差；该实测时间差依次与数据库中的节点时间差相比较，确定故障线路区间；根据实际故障点到故障线路区间一端点的距离等于实测时间差与故障线路区间的该端点所对应的节点时间差的差值乘以故障行波在故障线路区间中传播速度数值的一半，计算实际故障点的位置。
【IPC分类】G01R31/08
【公开号】CN105137293
【申请号】CN201510617689
【发明人】郑壮壮, 刘海客, 贾涛, 牟黎, 张艳杰, 任玉保, 张正茂
【申请人】国网技术学院, 国家电网公司
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年9月24日