[发明专利]电力线路故障行波定位方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及电力线路技术领域，特别是涉及一种电力线路故障行波定位方法及系统。

背景技术

电力线路包括架空线路和电缆线路。架空线路多穿行于山野，电缆线路深埋于地下，故障点检测与定位困难，故障点的准确查找、快速清除和快速恢复供电是电力系统长期存在的难题。电力线路故障的快速、准确定位，可以大大缩短故障修复的时间，减少因停电造成的损失，提高电网运行的可靠性，具有重大的社会和经济效益。

当前电力线路故障定位方法主要有传统的阻抗型定位法和行波定位法，阻抗型定位法易受分布电容、供电负荷、中性点运行方式改变等因素的影响，定位误差较大。行波定位法原理简单，理论上不易受系统参数、故障类型、互感器变换误差及过渡电阻等因素的影响，定位精度高；但行波定位法需已知电力线路长度和行波波速。而线路长度因受到季节、环境温度、风速、负荷变化的影响，线路设计长度和实际长度也存在误差，由于杆塔张力和地形的不同，使得弧垂变化范围较大，从而导致线路的准确长度存在一定的不确定性。线路行波传输的精确波速受到线路参数、频变、运行状态变化等诸多因素的影响，也具有一定的不确定性。电网故障行波传输波速的准确确定方法通常有：

(1)利用实测线路参数计算波速，该方法需另外增设装置来实时测量线路参数，由于与波速相关的线路参数较多，测量过程复杂，导致波速的计算精度低；

(2)实测线路行波波速，当线路区外故障或线路合闸时，利用双端行波定位系统实时测量行波波速，该方法需已知线路长度，且行波在传播过程中具有色散特性，使得行波在传播过程中衰减畸变，易降低波速测量精度。

发明内容

基于此，为解决电力线路长度、行波波速的测量精度影响电网故障行波定位精度的难题，本发明提供了一种电力线路故障行波定位方法，无需测量电力线路长度和行波波速，对于提高电力线路故障行波定位精度具有深远的意义。

为实现上述目的，本发明实施例采用如下的技术方案：

一种电力线路故障行波定位方法，包括如下步骤：

当电力线路实际发生故障时，获取实际故障点产生的故障行波到达电力线路首端与线路末端的时间差；

根据所述实际故障点产生的故障行波到达电力线路首端与末端的时间差以及基准行波时差数组判定实际故障区段；所述基准行波时差数组包括模拟故障点产生的故障行波传输到电力线路首端与末端的时间差；

获取所述实际故障点与所述实际故障区段中选定模拟故障点间的距离占所述实际故障区段的线路长度的比例；

根据所述比例以及所述实际故障区段中各杆塔或电缆接头的位置确定实际故障点的准确位置。

相应的，本发明实施例还提供一种电力线路故障行波定位系统，包括：

故障行波时间差采集模块，用于在电力线路实际发生故障时，获取实际故障点产生的故障行波到达电力线路首端与线路末端的时间差；

故障区段确定模块，用于根据所述实际故障点产生的故障行波到达电力线路首端与末端的时间差以及基准行波时差数组判定实际故障区段；所述基准行波时差数组包括模拟故障点产生的故障行波传输到电力线路首端与末端的时间差；

长度比例计算模块，用于获取所述实际故障点与所述实际故障区段中选定模拟故障点间的距离占所述实际故障区段的线路长度的比例；

定位模块，用于根据所述比例以及所述实际故障区段中各杆塔或电缆接头的位置确定实际故障点的准确位置。

本发明基于基准行波时差数组，只需比较实际故障时的故障行波到达线路首末端的时间差与基准行波时差数组中的各元素的大小，则可判定实际故障区段，通过计算实际故障点到实际故障区段中任一模拟故障点占实际故障区段总长度的比例，确定实际故障点的精确位置。本发明原理简单，无需测量电力线路长度和行波波速，故障点定位结果不受电力线路弧垂的影响，易于工程实现，本发明算法简单、实用性强、定位精度高，能为电力线路故障排除提供更准确的依据，具有广阔的应用前景。

附图说明

图1为本发明实施例中电力线路故障行波定位方法的流程示意图；

图2为本发明实施例中35kV电缆-架空混合电力线路的结构示意图；

图3为本发明实施例中电力线路首端M₁处故障行波采集装置记录的电压行波波形示意图；

图4为本发明实施例中电力线路末端M₆处故障行波采集装置记录的电压行波波形示意图；

图5为本发明实施例中电力线路故障行波定位系统的结构示意图；