[发明专利]一种配网电缆单相接地故障的故障定位方法

权利要求书

1.一种配网电缆单相接地故障的故障定位方法，它包括有如下的步骤：

(1)、针对发生单相接地故障的配网电缆，在某一采信时间段内实时采集首端的三相电流瞬时信号i_mA(t)、i_mB(t)、i_mC(t)和三相电压瞬时信号u_mA(t)、u_mB(t)、u_mC(t)，同时，采集末端的三相电流瞬时信号i_nA(t)、i_nB(t)、i_nC(t)和三相电压瞬时信号u_nA(t)、u_nB(t)、u_nC(t)；获取电信号i_mA(t)、i_mB(t)、i_mC(t)、u_mA(t)、u_mB(t)、u_mC(t)、i_nA(t)、i_nB(t)、i_nC(t)、u_nA(t)、u_nB(t)、u_nC(t)的时间间隔均为T，且0.05ms≤T≤5ms；

(2)、计算出配网电缆首端的电压零序分量u_m0(t)和电流零序分量i_m0(t)的函数表达式：

①、使用步骤(1)获取的配网电缆首端的三相电压瞬时信号u_mA(t)、u_mB(t)、u_mC(t)序列值计算出配网电缆首端的电压零序分量的函数表达式u_m0(t)；

②、使用步骤(1)获取的配网电缆首端的三相电流瞬时信号i_mA(t)、i_mB(t)、i_mC(t)序列值计算出配网电缆首端的电流零序分量的函数表达式i_m0(t)；

(3)、计算出配网电缆末端的电压零序分量u_n0(t)和电流零序分量i_n0(t)的函数表达式：

①、使用步骤(1)获取的配网电缆末端的三相电压瞬时信号u_nA(t)、u_nB(t)、u_nC(t)序列值计算出配网电缆首端的电压零序分量的函数表达式u_n0(t)；

②、使用步骤(1)获取的配网电缆末端的三相电流瞬时信号i_nA(t)、i_nB(t)、i_nC(t)序列值计算出配网电缆首端的电流零序分量的函数表达式i_n0(t)；

(4)、使用步骤(2)、(3)获得的配网电缆首末端的电压零序分量的函数表达式u_m0(t)、u_n0(t)以及电流零序分量的函数表达式i_m0(t)、i_n0(t)计算故障点距配网电缆首端的距离，即故障距离X：

①、对故障距离X设定一个初始值；

②、将故障距离X的值和步骤(2)、(3)获得的配网电缆首末端的电压零序分量的函数表达式u_m0(t)、u_n0(t)以及电流零序分量的函数表达式i_m0(t)、i_n0(t)均代入如下的公式中，获得距离配电网首端X处的电压零序分量函数表达式u_m00(t)和距离配电网末端D-X处的电压零序分量函数表达式u_n00(t)，D是配网电缆长度；其公式如下：

其中：

A(j)=1/(2j)!×Σi=0jj!/((j-i)!i!)RiLj-iCjx12ju1(2j-i)(t-to)]]>

-1/(2j+1)!×Σi=0j+1(j+1)!/((j+1-i)!i!)RiLj-i+1Cjx12j+1i1(2j-i+1)(t-to)]]>

上面公式中：

R是配网电缆线路的单位长度的等效电阻，针对零序分量的计算，它对应的取值是R0；

L是配网电缆线路的单位长度的等效电感，针对零序分量的计算，它对应的取值是L0；

C是配网电缆线路的单位长度的等效电容，针对零序分量的计算，它对应的取值是C0；

x₁是配网电缆线路两端到所求节点处的长度，针对首端到所求节点处的计算，它对应的取值是X；针对末端到所求节点处的计算，它对应的取值是D-X；

t₀是线路传输延时的时间，且t₀＝x₁(LC)^(1/2)，针对零序分量，L、C的取值为L0、C0；x₁是配网电缆线路两端到所求节点的长度，针对首端到所求节点的计算，它对应的取值是X；针对末端到所求节点的计算，它对应的取值是D-X；

j是计算单元的个数，它是由1→∞的正整数构成；

i是与j值紧密相关的总和循环值，为正整数；

u(t)表示的是所求点的电压零序分量，针对首端到所求节点处的计算，它对应的取值是就是u_m00(t)；针对末端到所求节点处的计算，它对应的取值是u_n00(t).

u₁(t-to)表示的是两端的电压零序分量，针对首端到所求节点处的计算，它对应的取值是就是u_m0(t-to)；针对末端到所求节点处的计算，它对应的取值是u_n0(t-to).

i₁(t-to)表示的是两端的电流零序分量，针对首端到所求节点处的计算，它对应的取值是就是i_m0(t-to)；针对末端到所求节点处的计算，它对应的取值是i_n0(t-to)

i₁‘(t-to)是i₁(t-to)的一阶求导值；

u₁^(2j-i)(t-to)是u₁(t-to)的2j-i阶求导值；

i₁^(2j-i+1)(t-to)是i₁(t-to)的2j-i+1阶求导值；

u₁^(2j-i-1)(t-to)是u₁(t-to)的2j-i-1阶求导值；

i₁^(2j-i)(t-to)是i₁(t-to)的2j-i阶求导值；

③、利用上述步骤②获得的函数表达式u_m00(t)计算出在采信时间段内某一时刻t1的电压零序分量瞬时值u_m00(t1)；利用该函数表达式u_n00(t)计算出在采信时间段内某一时刻t1的电压零序分量瞬时值u_n00(t1)；

④、计算步骤③获得的电压零序分量瞬时值u_m00(t1)与u_n00(t1)之差的绝对值，即ε＝|u_m00(t)-u_n00(t)|，并与所设定的绝对误差精度值ε₀的相比较，当ε＞ε₀时，说明目前计算的故障距离X不是故障位置，此时，将再先计算的故障距离X值基础上增加一个增量Δx来作为一个新赋予的故障距离X值，即X＝X+Δx，然后，重新执行步骤②；当ε＜ε₀时，说明目前计算的故障距离X就是一个满足误差精度的故障距离X，从而实现确定配网电缆的单相接地故障的故障位置的准确定位。