CN109709439A - 一种基于接头处采集单元的混合线路故障定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于接头处采集单元的混合线路故障定位方法，在架空线‑电缆混合线路的接头处装设光CT和采集单元，采集单元通过光纤将电流信号传送给线路两侧的保护装置，保护装置依据线路两侧电流信号、架空线‑电缆混合线路接头处电流信号，分别对架空线路区段和电缆区段进行差动保护计算，综合判断故障区段。若保护装置判断故障发生在架空线路区段，则投入重合闸功能；若保护装置判断故障发生在电缆区段，则闭锁重合闸功能。本发明公开的一种基于接头处采集单元的混合线路故障定位方法，增加的设备数量少，所有逻辑均通过线路两侧的保护装置完成，依据成熟可靠的差动保护对混合线路进行故障区段定位，准确性高。

Description

一种基于接头处采集单元的混合线路故障定位方法

技术领域

本发明属于电力系统继电保护领域，涉及一种基于接头处采集单元的混合线路故障定位方法。

背景技术

目前，在电网中存在大量的架空线-电缆混合线路。架空线穿行于山野，电缆深埋于地下或海底，当架空线或电缆出现故障时，很难确定故障的准确位置，因此电力线路故障点的快速定位是加快电力线路修复、减少停电时间的关键。架空线故障绝大部分为瞬时性故障，而电缆故障大部分是由于制造上的瑕疵或经过一段时间的使用使得绝缘下降等原因造成的永久性故障。为了提高供电可靠性，线路保护一般都会采用自动重合闸。但对于永久性故障，重合闸会造成对系统的再一次冲击，影响系统的稳定运行。这就要求对架空线-电缆混合线路进行故障定位，当故障发生在架空线区段时应实施重合闸操作，而故障发生在电缆区段时则闭锁重合闸操作。

根据测距原理的不同，混合线路故障测距算法主要可以分为行波法和故障分析法两类。行波法具有测距速度快，不受过渡电阻影响等优点，但容易受架空线和电缆线路接头处行波多次折反射的影响，存在波头识别问题，且需要投入专门设备，技术较为复杂。故障分析法对设备要求低，投资小，工程实用型强，但利用线路分布参数进行搜索计算时存在计算量大和伪根识别问题，采用搜索计算进行故障定位的算法其测距精度也将受到门槛值的影响。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种基于接头处采集单元的混合线路故障定位方法。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种基于接头处采集单元的混合线路故障定位方法，所述混合线路为架空线-电缆混合线路，在所述架空线-电缆混合线路的每个接头处装设光CT和采集单元，在混合线路两侧分别设置CT和线路保护装置，所述每个接头处的光CT通过光纤连接该接头处设置的采集单元，所述采集单元分别连接两侧的线路保护装置；

所述方法包括如下步骤：

步骤1：每个接头处的光CT采集该接头处的三相电流传递给采集单元，采集单元将同步后的三相电流传送给两侧的线路保护装置；

步骤2：所述线路保护装置依据接收的电流信号对各区段进行差动保护计算，判断故障区段；判断故障发生在架空线路区段，则投入重合闸功能，判断故障发生在电缆区段，则闭锁重合闸功能。

进一步地，所述步骤2具体包括：

步骤21：线路保护装置依据每段电缆两侧的三相电流对该电缆区段进行差动保护计算，如果判断出任意电缆区段发生故障，则闭锁重合闸；

步骤22：线路保护装置进行混合线路全线故障判断；若线路保护装置判断出混合线路发生故障，且未判断出任意电缆区段发生故障，则判断故障发生在架空线区段，投入重合闸功能；若线路保护装置判断出混合线路发生故障，且同时判断出电缆区段发生故障，则闭锁重合闸功能。

进一步地，所述步骤22中线路保护装置进行混合线路全线故障判断的方法包括差动保护、距离保护、零序保护。

进一步地，所述架空线-电缆混合线路的结构为3段，线路保护装置通过CT获取本侧三相电流，两侧线路保护装置之间通过光纤相互传送三相电流；所述线路两侧保护装置之间传送电流信号采用HDLC协议。

则所述步骤2具体包括：所述线路保护装置依据每个区段两侧的三相电流对每个区段分别进行差动保护计算，然后进行综合判断；若判断故障发生在架空线路区段，则投入重合闸功能；若判断故障发生在电缆区段，则闭锁重合闸功能。

进一步地，所述采集单元向线路两侧保护装置传送电流信号采用HDLC协议。

本发明的有益效果：本发明公开的一种基于接头处采集单元的混合线路故障定位方法，增加的设备数量少，所有逻辑均通过线路两侧的保护装置完成，依据成熟可靠的差动保护对混合线路进行故障区段定位，准确性高。

附图说明

图1是一种基于接头处采集单元的混合线路故障定位方法的一个实施例。

图2是一种基于接头处采集单元的混合线路故障定位方法的另一个实施例。

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明的技术方案进行详细说明。

本发明提供一种基于接头处采集单元的混合线路故障定位方法，所述混合线路为架空线-电缆混合线路，在所述架空线-电缆混合线路的每个接头处装设光CT和采集单元，在混合线路两侧分别设置CT和线路保护装置，所述每个接头处的光CT通过光纤连接该接头处设置的采集单元，所述采集单元分别连接两侧的线路保护装置；所述采集单元向线路两侧保护装置传送电流信号采用HDLC协议。

所述方法包括如下步骤：

步骤1：每个接头处的光CT采集该接头处的三相电流传递给采集单元，采集单元将同步后的三相电流传送给两侧的线路保护装置；

步骤2：所述线路保护装置依据接收的电流信号对各区段进行差动保护计算，判断故障区段；判断故障发生在架空线路区段，则投入重合闸功能，判断故障发生在电缆区段，则闭锁重合闸功能。

上述方案中，步骤2具体包括：

步骤21：线路保护装置依据每段电缆两侧的三相电流对该电缆区段进行差动保护计算，如果判断出任意电缆区段发生故障，则闭锁重合闸；

步骤22：线路保护装置进行混合线路全线故障判断；若线路保护装置判断出混合线路发生故障，且未判断出任意电缆区段发生故障，则判断故障发生在架空线区段，投入重合闸功能；若线路保护装置判断出混合线路发生故障，且同时判断出电缆区段发生故障，则闭锁重合闸功能。线路保护装置进行混合线路全线故障判断的方法包括差动保护、距离保护、零序保护。

另一种技术方案中，当所述架空线-电缆混合线路的结构为3段时，在所述架空线-电缆混合线路的每个接头处装设光CT和采集单元，在混合线路两侧分别设置CT和线路保护装置，所述每个接头处的光CT通过光纤连接该接头处设置的采集单元，所述采集单元分别连接两侧的线路保护装置；所述采集单元向线路两侧保护装置传送电流信号采用HDLC协议。线路保护装置通过CT获取本侧三相电流，两侧线路保护装置之间通过光纤相互传送三相电流；所述线路两侧保护装置之间传送电流信号采用HDLC协议。

所述方法包括如下步骤：

步骤1：每个接头处的光CT采集该接头处的三相电流传递给采集单元，采集单元将同步后的三相电流传送给两侧的线路保护装置；

步骤2：所述线路保护装置依据每个区段两侧的三相电流对每个区段分别进行差动保护计算，然后进行综合判断；若判断故障发生在架空线路区段，则投入重合闸功能；若判断故障发生在电缆区段，则闭锁重合闸功能。

图1所示为本案的一个具体实施例。电缆-架空线混合线路包含n段电缆区段和n+1段架空线区段，依次为架空线区段1、电缆区段1、架空线区段2、电缆区段2、……、架空线区段n、电缆区段n、架空线区段n+1。

电缆-架空线混合线路故障定位系统，包括：在多段电缆-架空线混合线路的每个接头处的光CT11、光CT12、光CT21、光CT22、……、光CTn1、光CTn2；在多段电缆-架空线混合线路的每个接头处的采集单元11、采集单元12、采集单元21、采集单元22、……、采集单元n1、采集单元n2；多段电缆-架空线混合线路两侧的CT1、CT2；多段电缆-架空线混合线路两侧的保护装置1、保护装置2。

光CT11、光CT12、光CT21、光CT22、……、光CTn1、光CTn2分别采集多段电缆-架空线混合线路的各个接头三相电流。

采集单元11获取CT11采集的三相电流，对三相电流进行同步,并将同步后的三相电流传送给两侧的线路保护装置；采集单元12获取CT12采集的三相电流，对三相电流进行同步,并将同步后的三相电流传送给两侧的线路保护装置；采集单元21获取CT21采集的三相电流，对三相电流进行同步,并将同步后的三相电流传送给两侧的线路保护装置；采集单元22获取CT22采集的三相电流，对三相电流进行同步,并将同步后的三相电流传送给两侧的线路保护装置；……；采集单元n1获取CTn1采集的三相电流，对三相电流进行同步，并将同步后的三相电流传送给两侧的线路保护装置；采集单元n2获取CTn2采集的三相电流，对三相电流进行同步，并将同步后的三相电流传送给两侧的线路保护装置。

两侧的线路保护装置能同时获取电缆-架空线混合线路每个接头处的三相电流。两侧的线路保护装置依据CT11和CT12的三相电流对电缆区段1进行差动保护计算；依据CT21和CT22的三相电流对电缆区段2进行差动保护计算；……；依据CTn1和CTn2的三相电流对电缆区段n进行差动保护计算；若判断出任意电缆区段发生故障，则闭锁重合闸；

保护装置可以采用差动保护、距离保护、零序保护对整条混合线路进行故障判断。本实施例中采用差动保护。保护装置1通过CT1获取本侧三相电流，保护装置2通过CT2获取本侧三相电流；保护装置1和保护装置2之间通过光纤相互传送三相电流。

保护装置1能同时获取线路两侧CT1和CT2的三相电流；保护装置1依据CT1和CT2的三相电流对整条混合线路进行差动保护计算。保护装置1能同时获取多段电缆-架空线混合线路每个接头处的三相电流，保护装置1依据CT11和CT12的三相电流对电缆区段1进行差动保护计算；依据CT21和CT22的三相电流对电缆区段2进行差动保护计算；……；依据CTn1和CTn2的三相电流对电缆区段n进行差动保护计算；据此判断是否有电缆区段发生故障。若保护装置1判断出混合线路发生故障，且未判断出任意电缆区段发生故障，则判断故障发生在架空线区段，投入重合闸功能；若保护装置1判断出混合线路发生故障，且同时判断出电缆区段发生故障，则闭锁重合闸功能。

保护装置2能同时获取线路两侧CT1和CT2的三相电流；保护装置2依据CT1和CT2的三相电流对整条混合线路进行差动保护计算。保护装置2能同时获取多段电缆-架空线混合线路每个接头处的三相电流，保护装置2依据CT11和CT12的三相电流对电缆区段1进行差动保护计算；依据CT21和CT22的三相电流对电缆区段2进行差动保护计算；……；依据CTn1和CTn2的三相电流对电缆区段n进行差动保护计算；据此判断是否有电缆区段发生故障。若保护装置2判断出混合线路发生故障，且未判断出任意电缆区段发生故障，则判断故障发生在架空线区段，投入重合闸功能；若保护装置2判断出混合线路发生故障，且同时判断出电缆区段发生故障，则闭锁重合闸功能。

图2所示为本案的另一个具体实施例。在架空线-电缆混合线路的接头处分别装设光CT1和光CT2，CT1和CT2采集架空线-电缆混合线路接头处的三相电流。

采集单元1获取CT1采集的三相电流，并对三相电流进行同步；采集单元2获取CT2采集的三相电流，并对三相电流进行同步。

采集单元1将同步后的三相电流通过光纤分别传送给线路两侧的保护装置1和保护装置2，传输协议采用HDLC协议；采集单元2将同步后的三相电流通过光纤分别传送给线路两侧的保护装置1和保护装置2，传输协议采用HDLC协议。

保护装置1通过CT3获取本侧三相电流，保护装置2通过CT4获取本侧三相电流；保护装置1和保护装置2之间通过光纤相互传送三相电流，传输协议采用HDLC协议。

保护装置1能同时获取线路两侧CT3和CT4的三相电流、架空线-电缆混合线路接头处CT1和CT2的三相电流。保护装置1依据CT3和CT1的三相电流对架空线路1区段进行差动保护计算，依据CT1和CT2的三相电流对电缆区段进行差动保护计算，依据CT2和CT4的三相电流对架空线路2区段进行差动保护计算，从而综合判断故障区段。若保护装置1判断故障发生在架空线路区段，则投入重合闸功能；若保护装置1判断故障发生在电缆区段，则闭锁重合闸功能。

保护装置2也能同时获取线路两侧CT3和CT4的三相电流、架空线-电缆混合线路接头处CT1和CT2的三相电流。保护装置2依据CT3和CT1的三相电流对架空线路1区段进行差动保护计算，依据CT1和CT2的三相电流对电缆区段进行差动保护计算，依据CT2和CT4的三相电流对架空线路2区段进行差动保护计算，从而综合判断故障区段。若保护装置2判断故障发生在架空线路区段，则投入重合闸功能；若保护装置2判断故障发生在电缆区段，则闭锁重合闸功能。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于接头处采集单元的混合线路故障定位方法，其特征在于：所述混合线路为架空线-电缆混合线路，在所述架空线-电缆混合线路的每个接头处装设光CT和采集单元，在混合线路两侧分别设置CT和线路保护装置，所述每个接头处的光CT通过光纤连接该接头处设置的采集单元，所述采集单元分别连接两侧的线路保护装置；

所述方法包括如下步骤：

步骤1：每个接头处的光CT采集该接头处的三相电流传递给采集单元，采集单元将同步后的三相电流传送给两侧的线路保护装置；

步骤2：所述线路保护装置依据接收的电流信号对各区段进行差动保护计算，判断故障区段；判断故障发生在架空线路区段，则投入重合闸功能，判断故障发生在电缆区段，则闭锁重合闸功能。

2.如权利要求1所述的一种基于接头处采集单元的混合线路故障定位方法，其特征在于：所述步骤2具体包括：

步骤21：线路保护装置依据每段电缆两侧的三相电流对该电缆区段进行差动保护计算，如果判断出任意电缆区段发生故障，则闭锁重合闸；

步骤22：线路保护装置进行混合线路全线故障判断；若线路保护装置判断出混合线路发生故障，且未判断出任意电缆区段发生故障，则判断故障发生在架空线区段，投入重合闸功能；若线路保护装置判断出混合线路发生故障，且同时判断出电缆区段发生故障，则闭锁重合闸功能。

3.如权利要求2所述的一种基于接头处采集单元的混合线路故障定位方法，其特征在于：所述步骤22中线路保护装置进行混合线路全线故障判断的方法包括差动保护、距离保护、零序保护。

4.如权利要求1所述的一种基于接头处采集单元的混合线路故障定位方法，其特征在于：所述架空线-电缆混合线路的结构为3段，线路保护装置通过CT获取本侧三相电流，两侧线路保护装置之间通过光纤相互传送三相电流；

所述步骤2具体包括：所述线路保护装置依据每个区段两侧的三相电流对每个区段分别进行差动保护计算，然后进行综合判断；若判断故障发生在架空线路区段，则投入重合闸功能；若判断故障发生在电缆区段，则闭锁重合闸功能。

5.如权利要求1所述的一种基于接头处采集单元的混合线路故障定位方法，其特征在于：所述采集单元向线路两侧保护装置传送电流信号采用HDLC协议。

6.如权利要求4所述的一种基于接头处采集单元的混合线路故障定位方法，其特征在于：所述线路两侧保护装置之间传送电流信号采用HDLC协议。