[发明专利]一种基于故障距离区间的混联线路单端行波故障测距方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于故障距离区间的混联线路单端行波故障测距方法。

背景技术

目前输电线路逐渐向架空线-电缆混联线路输电方式改造。准确定位混联线路的故障点对减轻巡线负担，制定合理的重合闸策略，实现供电快速恢复具有重要意义。

现有混联线路测距方法以双端量法为主，包括双端工频量法和双端行波法。双端工频量法主要基于故障后线路序电压或序电流幅值关系进行故障点推算或搜索，该方法存在伪根、线路连接点附近故障区段判断失误等问题，而故障区段判断失误将影响重合闸的正确实施，可能导致延迟恢复供电或电网遭受二次冲击；双端行波法捕捉到达两端母线的初始故障行波进行测距，理论精度高，但实际使用中对GPS同步时钟依赖性太强，可靠性偏低，且双端装置造价较高，不利于测距方法的推广。

单端量法测距不受通讯条件、经济条件、管理权限等因素制约，较双端法成本低、可靠性高，易于实现；若能够保证单端算法的精度，单端量法比双端量法更有优势。然而目前对单端量法的研究较少。究其原因，单端工频量法可利用的信息不足，测距结果不理想；单端行波法由于混合线路中行波会发生复杂的折、反射，波头难以识别，应用受到限制。现有的配电网混合线路中的单端行波测距方法没有全面分析行波的传播行为，实用性较低。此外，借助智能算法判别故障区段，在确定区段内利用行波计算故障距离，需要大量实际故障数据，从实用角度是难以实现的。因此，提出一种同时满足精度和实用性要求的单端量测距方法是目前研究的重要方向。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种基于故障距离区间的混联线路单端行波故障测距方法，该方法利用基于工频量的故障距离区间约束行波辨识范围，提升单端行波测距的可靠性和实用性；通过针对性地分析聚焦区域内行波传播规律，构建故障点定位方法、区段连接点故障判据和故障区段判据，并由干扰波剔除保证测距精度。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于故障距离区间的混联线路单端行波故障测距方法，包括以下步骤：

(1)基于线路分布参数模型，利用过渡电阻的纯阻性，构建故障定位方程，首先假设故障发生在某区段线路上的某点，将故障定位方程搜索零点转换为对本段对应的定位函数求解绝对最小值点；

(2)对每段线路在各自长度范围内搜索极值点，综合各区段结果得到故障点所在的区间，判断故障点与连接点邻域的关系，若位于邻域内，则执行步骤3)；在邻域以外，则执行步骤5)；

(3)由连接点故障判据判断是否为连接点处故障：是则该邻域内连接点即为故障点，测距结束；否则确定时间区间T，由故障区段判据判别故障区段；

(4)确定故障区段内各电流行波的极性关系；参考混联线路结构剔除干扰波；根据极性关系辨识经区段首端与故障点反射一次的反射波、经区段末端反射一次的反射波，记录对应时刻；计算故障距离，测距结束；

(5)将故障距离区间转换为时间区间；根据确定故障区段内的极性关系，参考混联线路结构剔除干扰波；根据极性关系辨识经区段首端与故障点反射一次的反射波、经区段末端反射一次的反射波，记录对应时刻；计算故障距离，测距结束。

所述步骤(1)中，混联线路是架空线、电缆交替分布的结构，从而架空线和电缆自然地将线路分为不同的区段，本文的各区段指的就是各个架空线段和各电缆段。

所述步骤(2)中，各区段结果确定故障点的区间的方法具体为：

1)若所有结果中只有一个区段内的点，其余为各区段连接点，取该内点位置；

2)若所有结果中有两个区段内的点，其余为区段连接点，取两内点之间的区段连接点位置；

3)若所有结果均为区段连接点，取重复出现的连接点位置。

所述步骤(3)中，连接点故障的判据为：连接点处故障时，行波在连接点前(后)两区段内经偶次反射极性不变，即：