CN113447765A - 一种输配电线缆故障位置确定方法 - Google Patents

一种输配电线缆故障位置确定方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种输配电线缆故障位置确定方法，包括以下步骤：(1)：采集第一测量点电流信号、第二测量点电流信号；(2)：判断第一测量点电流、第二测量点电流是否大于存在异常，若是，进入(3)；若不是，返回(1)；(3)：提取第一测量点电流信号、第二测量点电流信号、输配电线缆首端电流信号、输配电线缆末端电流信号；(4)：计算故障点距离输配电线缆首端距离。本发明提供一种输配电线缆故障位置确定方法，提高检测的准确性和可靠性。

Description

一种输配电线缆故障位置确定方法
技术领域
本发明属于电力检测技术领域，特别涉及一种输配电线缆故障位置确定方法。
背景技术
输配电线缆是电能传输的重要载体，也是电力系统的重要组成部分。当输配电线缆出现故障时，会对电力系统的安全性、可靠性或多或少的产生影响，需要尽快找到故障位置以便快速处理，防止造成安全、经济故障。一般获取输配电线缆的故障位置，根据故障电流和传播速度计算，但由于输配电线缆工作环境复杂多样，很难获得准确的速度。
因此，本发明提出一种输配电线缆故障位置确定方法，根据故障电流到达监测点和线缆首末端的时间计算出故障点距离线缆首端距离，提高检测的准确性；同时采用两个监测点数据进行互补或取均值，能够保证检测方法的可靠性和准确性。
发明内容
本发明提供一种输配电线缆故障位置确定方法，提高检测的准确性和可靠性。
本发明具体为一种输配电线缆故障位置确定方法，所述输配电线缆故障位置确定方法包括以下步骤：
步骤(1)：采集所述输配电线缆第一测量点电流信号、第二测量点电流信号；
步骤(2)：判断所述第一测量点电流信号、所述第二测量点电流信号是否存在异常，若是，进入步骤(3)；若不是，返回步骤(1)；
步骤(3)：提取所述第一测量点电流信号、所述第二测量点电流信号、所述输配电线缆首端电流信号、所述输配电线缆末端电流信号；
步骤(4)：根据所述第一测量点电流信号、所述第二测量点电流信号、所述输配电线缆首端电流信号、所述输配电线缆末端电流信号计算故障点距离所述输配电线缆首端距离。
步骤(2)将所述第一测量点电流信号、所述第二测量点电流信号与电流参考值进行比较，若大于所述电流参考值，存在异常；若不大于所述电流参考值，不存在异常。
计算故障点距离所述输配电线缆首端距离的算法包括：
(1)将所述第一测量点电流信号、所述第二测量点电流信号、所述输配电线缆首端电流信号、所述输配电线缆末端电流信号进行EMD分解和Hilbert变换；
(2)将所述第一测量点电流信号瞬时振幅、所述第二测量点电流信号瞬时振幅、所述输配电线缆首端电流信号瞬时振幅、所述输配电线缆末端电流信号瞬时振幅进行一阶微分处理，得到a′1i(t)、a′2i(t)、a′hi(t)、a′di(t)；
(3)计算故障电流到达所述第一测量点、所述第二测量点、所述输配电线缆首端、所述输配电线缆末端的时间；
(4)根据所述故障电流到达所述第一测量点、所述第二测量点、所述输配电线缆首端、所述输配电线缆末端的时间确定具体的故障位置。
将所述所述第一测量点电流信号、所述第二测量点电流信号、所述输配电线缆首端电流信号、所述输配电线缆末端电流信号进行EMD分解和Hilbert变换的算法为：
Figure BDA0003210190980000021
i1(t)为所述第一测量点电流信号，a1i(t)为所述第一测量点电流信号瞬时振幅，ω1i(t)为所述第一测量点电流信号瞬时频率；
Figure BDA0003210190980000022
i2(t)为所述第二测量点电流信号，a2i(t)为所述第二测量点电流信号瞬时振幅，ω2i(t)为所述第二测量点电流信号瞬时频率；
Figure BDA0003210190980000023
ih(t)为所述输配电线缆首端电流信号，ahi(t)为所述输配电线缆首端电流信号瞬时振幅，ωhi(t)为所述输配电线缆首端电流信号瞬时频率；
Figure BDA0003210190980000024
id(t)为所述输配电线缆末端电流信号，ad(t)为所述输配电线缆末端电流信号瞬时振幅，ωdi(t)为所述输配电线缆末端电流信号瞬时频率。
计算故障电流到达所述第一测量点、所述第二测量点、所述输配电线缆首端、所述输配电线缆末端的时间的算法为：
将a′1i(t)第一个畸变点时间T1作为所述故障电流首次到达所述第一测量点的时间，a′2i(t)第一个畸变点时间T2作为所述故障电流首次到达所述第二测量点的时间，a′hi(t)第一个畸变点时间Th作为所述故障电流首次到达所述输配电线缆首端的时间，a′di(t)第一个畸变点时间Td作为所述故障电流首次到达所述输配电线缆末端的时间。
根据所述故障电流到达所述第一测量点、所述输配电线缆首端、所述输配电线缆末端的时间确定具体的故障位置的具体方法为：
判断Th是否大于等于T1+Td，若是，所述故障点距离所述输配电线缆首端距离
Figure BDA0003210190980000031
d为所述第一测量点距离所述输配电线缆首端的距离，L为所述输配电线缆首端距离所述输配电线缆末端的距离；若不是，所述故障点距离所述输配电线缆首端距离
Figure BDA0003210190980000032
根据所述故障电流到达所述第二测量点、所述输配电线缆首端、所述输配电线缆末端的时间确定具体的故障位置的具体方法为：
判断Th是否大于等于T2+Td，若是，所述故障点距离所述输配电线缆首端距离
Figure BDA0003210190980000033
d为所述第二测量点距离所述输配电线缆首端的距离，L为所述输配电线缆首端距离所述输配电线缆末端的距离；若不是，所述故障点距离所述输配电线缆首端距离
Figure BDA0003210190980000034
根据所述故障电流到达所述第一测量点、所述第二测量点、所述输配电线缆首端、所述输配电线缆末端的时间确定具体的故障位置的具体方法为：
Figure BDA0003210190980000035
与现有技术相比，有益效果是：所述输配电线缆故障位置确定方法根据故障电流到达监测点和线缆首末端的时间计算出故障点距离线缆首端距离，提高检测的准确性；同时采用两个监测点数据进行互补或取均值，能够保证检测方法的可靠性和准确性。
附图说明
图1为本发明一种输配电线缆故障位置确定方法的工作流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明一种输配电线缆故障位置确定方法的具体实施方式做详细阐述。
如图1所示，本发明的输配电线缆故障位置确定方法包括以下步骤：
步骤(1)：采集所述输配电线缆第一测量点电流信号、第二测量点电流信号；
步骤(2)：判断所述第一测量点电流信号、所述第二测量点电流信号是否大于电流参考值，若是，存在异常，进入步骤(3)；若不是，不存在异常，返回步骤(1)；
步骤(3)：提取所述第一测量点电流信号、所述第二测量点电流信号、所述输配电线缆首端电流信号、所述输配电线缆末端电流信号；
步骤(4)：将所述第一测量点电流信号、所述第二测量点电流信号、所述输配电线缆首端电流信号、所述输配电线缆末端电流信号进行EMD分解和Hilbert变换：
Figure BDA0003210190980000041
i1(t)为所述第一测量点电流信号，a1i(t)为所述第一测量点电流信号瞬时振幅，ω1i(t)为所述第一测量点电流信号瞬时频率；
Figure BDA0003210190980000042
i2(t)为所述第二测量点电流信号，a2i(t)为所述第二测量点电流信号瞬时振幅，ω2i(t)为所述第二测量点电流信号瞬时频率；
Figure BDA0003210190980000043
ih(t)为所述输配电线缆首端电流信号，ahi(t)为所述输配电线缆首端电流信号瞬时振幅，ωhi(t)为所述输配电线缆首端电流信号瞬时频率；
Figure BDA0003210190980000044
id(t)为所述输配电线缆末端电流信号，ad(t)为所述输配电线缆末端电流信号瞬时振幅，ωdi(t)为所述输配电线缆末端电流信号瞬时频率。
步骤(5)：将所述第一测量点电流信号瞬时振幅、所述第二测量点电流信号瞬时振幅、所述输配电线缆首端电流信号瞬时振幅、所述输配电线缆末端电流信号瞬时振幅进行一阶微分处理，得到a′1i(t)、a′2i(t)、a′hi(t)、a′di(t)；
步骤(6)：计算故障电流到达所述第一测量点、所述第二测量点、所述输配电线缆首端、所述输配电线缆末端的时间：将a′1i(t)第一个畸变点时间T1作为所述故障电流首次到达所述第一测量点的时间，a′2i(t)第一个畸变点时间T2作为所述故障电流首次到达所述第二测量点的时间，a′hi(t)第一个畸变点时间Th作为所述故障电流首次到达所述输配电线缆首端的时间，a′di(t)第一个畸变点时间Td作为所述故障电流首次到达所述输配电线缆末端的时间；
步骤(7)：根据所述第一测量点电流信号、所述第二测量点电流信号、所述输配电线缆首端电流信号、所述输配电线缆末端电流信号计算故障点距离所述输配电线缆首端距离。
根据所述故障电流到达所述第一测量点、所述输配电线缆首端、所述输配电线缆末端的时间确定具体的故障位置的具体方法为：
判断Th是否大于等于T1+Td，若是，所述故障点距离所述输配电线缆首端距离
Figure BDA0003210190980000051
d为所述第一测量点距离所述输配电线缆首端的距离，L为所述输配电线缆首端距离所述输配电线缆末端的距离；若不是，所述故障点距离所述输配电线缆首端距离
Figure BDA0003210190980000052
根据所述故障电流到达所述第二测量点、所述输配电线缆首端、所述输配电线缆末端的时间确定具体的故障位置的具体方法为：
判断Th是否大于等于T2+Td，若是，所述故障点距离所述输配电线缆首端距离
Figure BDA0003210190980000053
d为所述第二测量点距离所述输配电线缆首端的距离，L为所述输配电线缆首端距离所述输配电线缆末端的距离；若不是，所述故障点距离所述输配电线缆首端距离
Figure BDA0003210190980000054
根据所述故障电流到达所述第一测量点、所述第二测量点、所述输配电线缆首端、所述输配电线缆末端的时间确定具体的故障位置的具体方法为：
Figure BDA0003210190980000055
最后应该说明的是，结合上述实施例仅说明本发明的技术方案而非对其限制。所属领域的普通技术人员应当理解到，本领域技术人员可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均在申请待批的权利要求保护范围之中。

Claims (8)

1.一种输配电线缆故障位置确定方法，其特征在于，所述输配电线缆故障位置确定方法包括以下步骤：
步骤(1)：采集所述输配电线缆第一测量点电流信号、第二测量点电流信号；
步骤(2)：判断所述第一测量点电流信号、所述第二测量点电流信号是否存在异常，若是，进入步骤(3)；若不是，返回步骤(1)；
步骤(3)：提取所述第一测量点电流信号、所述第二测量点电流信号、所述输配电线缆首端电流信号、所述输配电线缆末端电流信号；
步骤(4)：根据所述第一测量点电流信号、所述第二测量点电流信号、所述输配电线缆首端电流信号、所述输配电线缆末端电流信号计算故障点距离所述输配电线缆首端距离。
2.根据权利要求1所述的一种输配电线缆故障位置确定方法，其特征在于，步骤(2)将所述第一测量点电流信号、所述第二测量点电流信号与电流参考值进行比较，若大于所述电流参考值，存在异常；若不大于所述电流参考值，不存在异常。
3.根据权利要求2所述的一种输配电线缆故障位置确定方法，其特征在于，计算故障点距离所述输配电线缆首端距离的算法包括：
(1)将所述第一测量点电流信号、所述第二测量点电流信号、所述输配电线缆首端电流信号、所述输配电线缆末端电流信号进行EMD分解和Hilbert变换；
(2)将所述第一测量点电流信号瞬时振幅、所述第二测量点电流信号瞬时振幅、所述输配电线缆首端电流信号瞬时振幅、所述输配电线缆末端电流信号瞬时振幅进行一阶微分处理，得到a′1i(t)、a′2i(t)、a′hi(t)、a′di(t)；
(3)计算故障电流到达所述第一测量点、所述第二测量点、所述输配电线缆首端、所述输配电线缆末端的时间；
(4)根据所述故障电流到达所述第一测量点、所述第二测量点、所述输配电线缆首端、所述输配电线缆末端的时间确定具体的故障位置。
4.根据权利要求3所述的一种输配电线缆故障位置确定方法，其特征在于，将所述所述第一测量点电流信号、所述第二测量点电流信号、所述输配电线缆首端电流信号、所述输配电线缆末端电流信号进行EMD分解和Hilbert变换的算法为：
Figure FDA0003210190970000011
i1(t)为所述第一测量点电流信号，a1i(t)为所述第一测量点电流信号瞬时振幅，ω1i(t)为所述第一测量点电流信号瞬时频率；
Figure FDA0003210190970000021
i2(t)为所述第二测量点电流信号，a2i(t)为所述第二测量点电流信号瞬时振幅，ω2i(t)为所述第二测量点电流信号瞬时频率；
Figure FDA0003210190970000022
ih(t)为所述输配电线缆首端电流信号，ahi(t)为所述输配电线缆首端电流信号瞬时振幅，ωhi(t)为所述输配电线缆首端电流信号瞬时频率；
Figure FDA0003210190970000023
id(t)为所述输配电线缆末端电流信号，ad(t)为所述输配电线缆末端电流信号瞬时振幅，ωdi(t)为所述输配电线缆末端电流信号瞬时频率。
5.根据权利要求4所述的一种输配电线缆故障位置确定方法，其特征在于，计算故障电流到达所述第一测量点、所述第二测量点、所述输配电线缆首端、所述输配电线缆末端的时间的算法为：
将a′1i(t)第一个畸变点时间T1作为所述故障电流首次到达所述第一测量点的时间，a′2i(t)第一个畸变点时间T2作为所述故障电流首次到达所述第二测量点的时间，a′hi(t)第一个畸变点时间Th作为所述故障电流首次到达所述输配电线缆首端的时间，a′di(t)第一个畸变点时间Td作为所述故障电流首次到达所述输配电线缆末端的时间。
6.根据权利要求5所述的一种输配电线缆故障位置确定方法，其特征在于，根据所述故障电流到达所述第一测量点、所述输配电线缆首端、所述输配电线缆末端的时间确定具体的故障位置的具体方法为：
判断Th是否大于等于T1+Td，若是，所述故障点距离所述输配电线缆首端距离
Figure FDA0003210190970000024
d为所述第一测量点距离所述输配电线缆首端的距离，L为所述输配电线缆首端距离所述输配电线缆末端的距离；若不是，所述故障点距离所述输配电线缆首端距离
Figure FDA0003210190970000025
7.根据权利要求5所述的一种输配电线缆故障位置确定方法，其特征在于，根据所述故障电流到达所述第二测量点、所述输配电线缆首端、所述输配电线缆末端的时间确定具体的故障位置的具体方法为：
判断Th是否大于等于T2+Td，若是，所述故障点距离所述输配电线缆首端距离
Figure FDA0003210190970000031
d为所述第二测量点距离所述输配电线缆首端的距离，L为所述输配电线缆首端距离所述输配电线缆末端的距离；若不是，所述故障点距离所述输配电线缆首端距离
Figure FDA0003210190970000032
8.根据权利要求6或7所述的一种输配电线缆故障位置确定方法，其特征在于，根据所述故障电流到达所述第一测量点、所述第二测量点、所述输配电线缆首端、所述输配电线缆末端的时间确定具体的故障位置的具体方法为：
Figure FDA0003210190970000033
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