一种线缆混合输电线路双端行波测距的方法和系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及线缆混合输电线路故障定位技术领域，尤其涉及一种线缆混合输电线 路双端行波测距的方法和系统。
【背景技术】
[0002] 随着现代化城市建设工程的不断的推进，线缆混合的线路结构应用也越来越广 泛。在城市外，为了节约成本采用架空线路来进行输电，在城市内，为了美化市容、节约土地 资源等因素采用敷设电缆的方式进行输电，在变电站侧一般采用架空线路进行输电，从而 使得电力电缆线路结构形成为架空线-电缆-架空线三段式线缆混合输电线路。三段式线 缆混合输电线路应用越来越广泛，如跨越大水道、海峡等多种复杂环境，一旦三段式线缆混 合线路任一处发生故障时，将会严重影响电力网络安全运行，甚至会造成重大的经济损失。 因此，对于三段式线缆混合线路进行故障定位显得尤为重要。
[0003] 目前，有关学者对于架空线-电缆两段式线缆混合线路已经提出多种测距方法， 主要分为阻抗法和行波法。其中，阻抗法主要是通过分析线路两端母线侧测得的电压或电 流电气量来给出测距结果，但此方法测距精度受故障类型、过渡电阻以及线路参数沿走廊 分布不均匀等因素的影响较大；行波法只需通过行波到达测量端的时间结合行波在线路中 的传播速度即可给出测距结果，不受上述因素的影响，从而在线缆混合线路故障测距中得 到了广泛的应用，首先利用双端原理来进行故障区段的选择，再由单端原理给出准确的测 距结果，这种方法虽然消除了线路给定长度误差和双端时间同步误差，但此类方法仅适用 于单一线路或者两段式混合线路。
[0004] 为了解决应用于电缆-架空线两段式混合线路的测距方法不适用于三段式线缆 混合线路的问题，有关学者提出一种基于时间中点法的行波测距方法，首先确定三段式线 缆混合线路时间中点的位置，然后再确定故障搜索方向，该方法的缺点在于：原理比较复 杂，测距精度并不理想。
【发明内容】
[0005] 本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种线缆混合输电线路双端行波测 距的方法和系统，即无需确定三段式线缆混合线路时间中点位置和故障搜索方向，也无需 考虑复杂的故障行波传播过程，能够简单、可靠的给出测距结果。
[0006] 为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种线缆混合输电线路双端行波测 距的方法，其与故障行波测试仪相配合，其在包括第一架空线、第二架空线和位于所述第一 架空线与所述第二架空线之间的电缆线的三段式线缆混合线路上实现，所述第一架空线还 与第一母线相连，所述第二架空线还与第二母线相连，所述方法包括：
[0007] 通过所述故障行波测试仪采集故障行波，获取所述故障行波分别在所述第一架空 线、第二架空线及电缆线上传播的速度，并以某一时刻为起点时刻，获取所述故障行波到达 所述第一母线的终点时刻与其到达所述第二母线的终点时刻形成的间隔时间差；其中，所 述故障行波在所述第一架空线上传播的速度与其在所述第二架空线上传播的速度相等；
[0008] 确定所述第一架空线、第二架空线及电缆线的总长度，并根据所述确定的第一架 空线、第二架空线及电缆线的总长度，所述获取到的故障行波分别在第一架空线、第二架空 线及电缆线上传播的速度，以及所述获取到的间隔时间差，分别计算出故障点在位于所述 第一架空线、第二架空线及电缆线之中其一上时，所述故障行波在所述三段式线缆混合线 路上传播的时间差值；
[0009] 对所述计算出的时间差值进行筛选，得到满足一定条件的时间差值及其对应故障 点位于所述三段式线缆混合线路上的位置，并进一步计算出所述得到的故障点与所述第一 母线和/或所述第二母线之间的距离。
[0010] 其中，所述确定所述第一架空线、第二架空线及电缆线的总长度，并根据所述确定 的第一架空线、第二架空线及电缆线的总长度，所述获取到的故障行波分别在第一架空线、 第二架空线及电缆线上传播的速度，以及所述获取到的间隔时间差，分别计算出故障点在 位于所述第一架空线、第二架空线及电缆线之中其一上时，所述故障行波在所述三段式线 缆混合线路上传播的时间差值的具体步骤包括：
[0011] 确定所述第一架空线的总长度L1、第二架空线的总长度L3及电缆线的总长度L 2;
[0012] 当所述故障点位于所述第一架空线上时，根据公式
计算出所述 故障行波在所述三段式线缆混合线路上传播的第一时间差值At1;其中，At为所述间隔时 间差；Vl为所述故障行波在所述第一架空线和所述第二架空线上传播的速度；^2为所述故 障行波在所述电缆线上传播的速度；
[0013] 当所述故障点位于所述电缆线上时，根据公式
?计算出所述故障 行波在所述三段式线缆混合线路上传播的第二时间差值A t2;
[0014] 当所述故障点位于所述第二架空线上时，根据公式
计算出所述 故障行波在所述三段式线缆混合线路上传播的第三时间差值A t3。
[0015] 其中，所述对所述计算出的时间差值进行筛选，得到满足一定条件的时间差值及 其对应故障点位于所述三段式线缆混合线路上的位置，并进一步计算出所述得到的故障点 与所述第一母线和/或所述第二母线之间的距离的具体步骤包括：
[0016] 确定第一条件公式
第二条件公式
和第三条件公式
[0017] 当所述计算出的第一时间差值At1满足所述第一条件公式时，则确定所述得到的 故障点位置位于所述第一架空线上，并根据第一测距计算公式
计算出 所述得到的故障点与所述第一母线之间的第一距离Dsfi和/或所述得到的故障点与所述第 二母线之间的第二距离Drfi;其中，D RF1= L ^LJL3-Dsfi;
[0018] 当所述计算出的第二时间差值△ t2满足所述第二条件公式时，则确定所述得到的 故障点位置位于所述电缆线上，并根据第二测距计算公式
计算出 所述得到的故障点与所述第一母线之间的第三距离Dsf2和/或所述得到的故障点与所述第 二母线之间的第四距呙Drf2;其中，D RF2= L ^LJL3-Dsf2;
[0019] 当所述计算出的第三时间差值Δ t3满足所述第三条件公式时，则确 定所述得到的故障点位置位于所述第二架空线上，并根据第三测距计算公式
计算出所述得到的故障点与所述第一母线之间的第五 距离Dsf3和/或所述得到的故障点与所述第二母线之间的第六距离Drf3;其中，Drf3 = Li+L2+L3_DSF3 〇
[0020] 本发明实施例还提供了一种线缆混合输电线路双端行波测距的系统，其与故障行 波测试仪相配合，其在包括第一架空线、第二架空线和位于所述第一架空线与所述第二架 空线之间的电缆线的三段式线缆混合线路上实现，所述第一架空线还与第一母线相连，所 述第二架空线还与第二母线相连，所述系统包括：
[0021] 第一参量获取单元，用于通过所述故障行波测试仪采集故障行波，获取所述故障 行波分别在所述第一架空线、第二架空线及电缆线上传播的速度，并以某一时刻为起点时 亥IJ，获取所述故障行波到达所述第一母线的终点时刻与其到达所述第二母线的终点时刻形 成的间隔时间差；其中，所述故障行波在所述第一架空线上传播的速度与其在所述第二架 空线上传播的速度相等；
[0022] 第二参量获取单元，用于确定所述第一架空线、第二架空线及电缆线的总长度，并 根据所述确定的第一架空线、第二架空线及电缆线的总长度，所述获取到的故障行波分别 在第一架空线、第二架空线及电缆线上传播的速度，以及所述获取到的间隔时间差，分别计 算出故障点在位于所述第一架空线、第二架空线及电缆线之中其一上时，所述故障行波在 所述三段式线缆混合线路上传播的时间差值；
[0023] 距离计算单元，用于对所述计算出的时间差值进行筛选，得到满足一定条件的时 间差值及其对应故障点位于所述三段式线缆混合线路上的位置，并进一步计算出所述得到 的故障点与所述第一母线和/或所述第二母线之间的距离。
[0024] 其中，所述第二参量获取单元包括：
[0025] 获取模块，用于获取所述第一架空线的总长度L1、第二架空线的总长度L3及电缆 线的总长度L 2;
[0026] 第一时间差计算模块，用于当所述故障点位于所述第一架空线上时，根据公式
计算出所述故障行波在所述三段式