本發(fā)明涉及輸電系統(tǒng)智能診斷領(lǐng)域，特別是涉及一種T型線路故障測距系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

隨著電力網(wǎng)絡(luò)的高速發(fā)展，T型輸電線路的應(yīng)用越來越廣泛。但是，由于T型線路電力輸送能力強，負荷大，一旦發(fā)生故障可能會造成比常規(guī)輸電線路更為嚴(yán)重的后果。

但是，T型線路故障定位方法較常規(guī)線路而言相對滯后。目前，常用的T型線路故障定位方法為在T型線路的各個分支線路上分別至少安裝兩套檢測裝置，利用首波能量判斷故障支路，利用故障支路上的檢測裝置接收到的故障行波進一步確定故障區(qū)間，計算故障距離。但是，該方法安裝了過多的檢測裝置從而提高了故障測距成本，同時，該方法需要利用到反射波信息，當(dāng)線路發(fā)生短路故障時，通過故障點的端點(或分支點)反射波能量微弱，造成檢測困難。

因此，如何降低T型線路故障測距的成本，同時能夠更加簡單準(zhǔn)確地對故障點進行定位，是本領(lǐng)域技術(shù)人員目前需要解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種T型線路故障測距系統(tǒng)及方法，可以降低T型線路故障測距的成本，同時能夠更加簡單準(zhǔn)確地對故障點進行定位。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：

一種T型線路故障測距系統(tǒng)，包括：分別設(shè)置在T型輸電線路的主干線路的兩個端點處的第一檢測裝置和第二檢測裝置；設(shè)置在所述T型輸電線路的分支線路上且遠離所述主干線路與分支線路交匯點的端點處的第三檢測裝置；設(shè)置在所述T型輸電線路的分支線路上且鄰近所述主干線路與所述分支線路交匯點的端點處的第四檢測裝置；與所述第一檢測裝置、第二檢測裝置、第三檢測裝置和第四檢測裝置通信連接，用于根據(jù)所述第三檢測裝置和第四檢測裝置所采集到的故障行波首波極性確定故障線路，并根據(jù)單線分布式故障測距方法對所述故障線路進行故障定位的處理裝置。

優(yōu)選地，所述處理裝置為監(jiān)控主站主機。

一種T型線路故障測距方法，包括：

預(yù)先在T型輸電線路的主干線路的兩個端點處分別設(shè)置第一檢測裝置和第二檢測裝置，在所述T型輸電線路的分支線路上且遠離主干線路與分支線路交匯點的端點處設(shè)置第三檢測裝置；在所述T型輸電線路的分支線路上且鄰近主干線路與分支線路交匯點的端點處設(shè)置第四檢測裝置；

根據(jù)所述第三檢測裝置和所述第四檢測裝置所采集的故障行波首波極性確定故障線路；

根據(jù)單線分布式故障測距方法對所述故障線路進行故障定位。

優(yōu)選地，根據(jù)所述第三檢測裝置和所述第四檢測裝置所采集的故障行波首波極性確定故障線路，包括：

判斷所述第三檢測裝置和所述第四檢測裝置所采集的故障行波首波的極性是否相同；

若是，則判定所述主干線路為故障線路；

若否，則判定所述分支線路為故障線路。

優(yōu)選地，當(dāng)所述主干線路為故障線路時，根據(jù)單線分布式故障測距方法對所述故障線路進行故障定位，包括：

計算故障行波的速度v：

計算故障點距所述第一檢測裝置的距離L_Ax：

其中，L_BD為第三檢測裝置至第四檢測裝置的距離，L_AC為第一檢測裝置至第二檢測裝置的距離；t_A，t_B，t_C，t_D分別表示第一檢測裝置、第四檢測裝置、第二檢測裝置和第三檢測裝置檢測到故障行波首波波頭的時間。

優(yōu)選地，當(dāng)所述分支線路為故障線路時，根據(jù)單線分布式故障測距方法對所述故障線路進行故障定位，包括：

計算故障行波的速度v：或

計算故障點距所述第四檢測裝置的距離L_Bx：

其中，L_BC為第四檢測裝置至第二檢測裝置的距離，L_AB為第一檢測裝置至第四檢測裝置的距離，L_BD為第三檢測裝置至第四檢測裝置的距離，t_A，t_B，t_C，t_D分別表示第一檢測裝置、第四檢測裝置、第二檢測裝置和第三檢測裝置檢測到故障行波首波波頭的時間。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述技術(shù)方案具有以下優(yōu)點：

本發(fā)明實施例所提供的T型線路故障測距系統(tǒng)，包括：分別設(shè)置在T型輸電線路的主干線路的兩個端點處的第一檢測裝置和第二檢測裝置；設(shè)置在T型輸電線路的分支線路上且遠離主干線路與分支線路交匯點的端點處的第三檢測裝置；設(shè)置在T型輸電線路的分支線路上且鄰近主干線路與分支線路交匯點的端點處的第四檢測裝置；與第一檢測裝置、第二檢測裝置、第三檢測裝置和第四檢測裝置通信連接，用于根據(jù)第三檢測裝置和第四檢測裝置所采集到的故障行波首波極性確定故障線路，并根據(jù)單線分布式故障測距方法對故障線路進行故障定位的處理裝置。采用該系統(tǒng)，只需根據(jù)設(shè)置在分支線路上的兩個檢測裝置所檢測到的故障行波的首波極性即可確定故障線路，并根據(jù)單線分布式故障測距方法對故障線路進行故障點定位，在T型線路上只需安裝四套檢測裝置即可，減少了檢測裝置的數(shù)量，降低了故障測距成本，同時不需利用反射波信息，提高了測距的可靠性，不存在測量死區(qū)。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明一種具體實施方式所提供的T型線路故障測距系統(tǒng)中檢測裝置的安裝示意圖；

圖2為本發(fā)明一種實施方式所提供的一種T型線路故障測距方法流程圖。

具體實施方式

本發(fā)明的核心是提供一種T型線路故障測距系統(tǒng)及方法，可以降低T型線路故障測距的成本，同時能夠更加簡單準(zhǔn)確地對故障點進行定位。

為了使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式做詳細的說明。

在以下描述中闡述了具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以多種不同于在此描述的其它方式來實施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣。因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施方式的限制。

請參考圖1，圖1為本發(fā)明一種具體實施方式所提供的T型線路故障測距系統(tǒng)中檢測裝置的安裝示意圖。

本發(fā)明的一種具體實施方式提供了一種T型線路故障測距系統(tǒng)，包括：分別設(shè)置在T型輸電線路的主干線路的兩個端點處的第一檢測裝置A和第二檢測裝置C；設(shè)置在T型輸電線路的分支線路上且遠離主干線路與分支線路交匯點的端點處的第三檢測裝置D；設(shè)置在T型輸電線路的分支線路上且鄰近主干線路與分支線路交匯點的端點處的第四檢測裝置B；與第一檢測裝置A、第二檢測裝置C、第三檢測裝置D和第四檢測裝置B通信連接，用于根據(jù)第三檢測裝置D和第四檢測裝置B所采集到的故障行波首波極性確定故障線路，并根據(jù)單線分布式故障測距方法對故障線路進行故障定位的處理裝置。

在本實施方式中，優(yōu)選處理裝置為監(jiān)控主站主機。在本實施方式中，由于第一檢測裝置、第二檢測裝置、第三檢測裝置分別設(shè)置在T型線路的三個端點處，其中，第四檢測裝置在T型輸電線路的分支線路上且鄰近主干線路與分支線路交匯點的端點處，指的是，如圖1所示，第四檢測裝置安裝在分支線路上鄰近主干線路的一端，即第四檢測裝置設(shè)置在分支線路上，且其距離主干線路和分支線路交匯點盡可能的近，但是第四檢測裝置的位置并不和主干線路和分支線路交匯點重合，這使得對于T型線路的檢測無死區(qū)，該T型線路中任何一處地方出現(xiàn)故障，則該故障點發(fā)出的故障行波信號皆會被各檢測裝置所檢測到。發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)主干線路上發(fā)生故障時，故障點發(fā)出的故障行波在分支線路上會依次通過第四檢測裝置和第三檢測裝置，則分支線路上同一相別的第四檢測裝置和第三檢測裝置接收到的故障行波極性相同；當(dāng)分支線路發(fā)生故障時，故障點處發(fā)出的故障行波分別向第三檢測裝置和第四檢測裝置傳輸，分支線路上同一相別的第三檢測裝置和第四檢測裝置接收到的故障行波極性相反，由此，可以判定T型線路的哪條線路發(fā)生故障。

在判斷出故障線路后，利用四個檢測裝置所檢測的首波波頭時間進行故障定位。根據(jù)單線分布式故障測距方法對故障線路進行故障定位具體指的是：若故障發(fā)生在主干線路上，則利用分支線路上的兩個檢測裝置進行故障行波測速，利用主干線路上的兩個檢測裝置進行故障點測距。具體計算公式如下：

$v=\frac{L_{BD}}{t_D-t_B}$

$L_{Ax}=\frac{L_{AC}}{2}+\frac{t_A-t_C}{2}v$

其中，v為故障行波速度；L_Ax表示故障點距第一檢測裝置A的距離；L_BD表示第四檢測裝置B和第三檢測裝置D之間的距離；L_AC表示第一檢測裝置和第二檢測裝置之間的距離；t_A，t_B，t_C，t_D分別表示第一檢測裝置、第四檢測裝置、第二檢測裝置和第三檢測裝置檢測到故障行波首波波頭的時間。

需要說明的是，本實施方式只是以故障點距離第一檢測裝置的距離為例進行說明，也可以計算故障點距離第二檢測裝置的距離來對故障點進行測距。

當(dāng)故障發(fā)生在分支線路上時，利用第四檢測裝置與主干線路上兩個檢測裝置的故障行波的首波時差計算行波速度，利用分支線路上的兩個檢測裝置的首波時差進行故障點測距。具體計算公式如下：

或

$L_{Bx}=\frac{L_{BD}}{2}+\frac{t_B-t_D}{2}v$

其中，L_Bx表示故障點距離第四檢測裝置的距離；L_BC表示第四檢測裝置和第二檢測裝置之間的距離；L_AB表示第一檢測裝置和第四檢測裝置之間的距離；L_BD表示第四檢測裝置B和第三檢測裝置D之間的距離；t_A，t_B，t_C，t_D分別表示第一檢測裝置、第四檢測裝置、第二檢測裝置和第三檢測裝置檢測到故障行波首波波頭的時間。

需要說明的是，在本實施方式中，在實際對故障點進行定位，計算第四檢測裝置和主干線路上的各檢測裝置的距離時，可以將第四檢測裝置的位置看做是主干線路和分支線路的交匯點，以方便進行計算。

采用該系統(tǒng)，只需根據(jù)設(shè)置在分支線路上的兩個檢測裝置所檢測到的故障行波的首波極性即可確定故障線路，并根據(jù)單線分布式故障測距方法對故障線路進行故障點定位，在T型線路上只需安裝四套檢測裝置即可，減少了檢測裝置的數(shù)量，降低了故障測距成本，同時不需利用反射波信息，提高了測距的可靠性，不存在測量死區(qū)。

請參考圖2，圖2為本發(fā)明一種實施方式所提供的一種T型線路故障測距方法流程圖。

相應(yīng)地，本發(fā)明還提供了一種T型線路故障測距方法，包括：

S11：預(yù)先在T型輸電線路的主干線路的兩個端點處分別設(shè)置第一檢測裝置和第二檢測裝置，在T型輸電線路的分支線路上且遠離主干線路與分支線路交匯點的端點處設(shè)置第三檢測裝置；在T型輸電線路的分支線路上且鄰近主干線路與分支線路交匯點的端點處設(shè)置第四檢測裝置。

S12：根據(jù)第三檢測裝置和第四檢測裝置所采集的故障行波首波極性確定故障線路。

其中，根據(jù)第三檢測裝置和第四檢測裝置所采集的故障行波首波極性確定故障線路，包括：

判斷第三檢測裝置和第四檢測裝置所采集的故障行波首波的極性是否相同；

若是，則判定主干線路為故障線路；

若否，則判定分支線路為故障線路。

S13：根據(jù)單線分布式故障測距方法對故障線路進行故障定位。

當(dāng)主干線路為故障線路時，根據(jù)單線分布式故障測距方法對故障線路進行故障定位，包括：

計算故障行波的速度v：

計算故障點距第一檢測裝置的距離L_Ax：

其中，L_BD為第三檢測裝置至第四檢測裝置的距離，L_AC為第一檢測裝置至第二檢測裝置的距離；t_A，t_B，t_C，t_D分別表示第一檢測裝置、第四檢測裝置、第二檢測裝置和第三檢測裝置檢測到故障行波首波波頭的時間。

當(dāng)分支線路為故障線路時，根據(jù)單線分布式故障測距方法對故障線路進行故障定位，包括：

計算故障行波的速度v：或

計算故障點距第四檢測裝置的距離L_Bx：

其中，L_BC為第四檢測裝置至第二檢測裝置的距離，L_AB為第一檢測裝置至第四檢測裝置的距離，L_BD為第三檢測裝置至第四檢測裝置的距離，t_A，t_B，t_C，t_D分別表示第一檢測裝置、第四檢測裝置、第二檢測裝置和第三檢測裝置檢測到故障行波首波波頭的時間。

在上述實施方式的基礎(chǔ)上，本發(fā)明一種實施方式結(jié)合PSCAD仿真軟件提供了一種T型線路故障定位的具體實例。在本實施方式中，主干線路總長度為110km，分支點位于主干線路中距離第一檢測裝置60km處，分支點即主干線路和分支線路的交匯處，分支線路長度為40km，行波傳播速度為300m/us。故障為A相接地故障，且故障點在分支線路上距離分支點10km處。

根據(jù)上述實施方式中的T型線路故障測距方法，在故障發(fā)生時，觸發(fā)各檢測裝置采集故障行波波形。在本實施方式中，采用haar小波進行奇異值檢測，以判斷第三檢測裝置和第四檢測裝置所檢測到的故障行波的極性，結(jié)果顯示為分支線路A相線路上的兩個檢測裝置采集到的故障行波極性相反，則證明了故障點在分支線路上。第一檢測裝置、第四檢測裝置、第三檢測裝置、第二檢測裝置檢測到的波頭時間分別為433us，233us，300us，399us。然后利用上述實施方式中的方法對故障進行定位，可以計算得出行波速度為299.7m/us，測距結(jié)果為故障點在距離分支點9.96km處的分支線路上，可以得出測距誤差僅為40m，滿足測距精度的要求。

綜上所述，本發(fā)明所提供的T型線路故障測距系統(tǒng)及方法，只需根據(jù)設(shè)置在分支線路上的兩個檢測裝置所檢測到的故障行波的首波極性即可確定故障線路，并根據(jù)單線分布式故障測距方法對故障線路進行故障點定位，在T型線路上只需安裝四套檢測裝置即可，減少了檢測裝置的數(shù)量，降低了故障測距成本，同時不需利用反射波信息，提高了測距的可靠性，不存在測量死區(qū)。

以上對本發(fā)明所提供一種T型線路故障測距系統(tǒng)及方法進行了詳細介紹。本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。