[发明专利]一种配网电缆单相接地故障的故障定位方法

摘要

一种配网电缆单相接地故障的故障定位方法，它包括有如下步骤：采集配网电首、末端在某一采信时间段内的电信号，求取首端、末端的电信号零序分量的函数表达式，使用获得的首端、末端的电信号零序分量的函数表达式计算故障点距配网电缆首端的距离，即故障距离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。本发明可以根据使用者的实际精度要求，准确地确定故障位置，测距绝对误差完全可以控制在10m之内，满足配网电缆实际维修开挖的要求，显著地减少故障修复费用及停电损失。

主权项

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。