[發(fā)明專利]單相電纜故障測距方法及裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910211732.8
• 申請日: 2019-03-20
• 公開（公告）號: CN109932615A
• 公開（公告）日: 2019-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐黨國;李俊廷;周遠(yuǎn)翔;沙彥超;張靈;張?jiān)葡?/a>;趙鐵軍;許競;胡飛;賈清泉;范君;王珺
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)冀北電力有限公司秦皇島供電公司;燕山大學(xué);清華大學(xué);華北電力科學(xué)研究院有限責(zé)任公司;國網(wǎng)冀北電力有限公司電力科學(xué)研究院;長園電力技術(shù)有限公司;國家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08;G01R31/02
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 孫乳筍;王濤

1.一種單相電纜故障測距方法，其特征在于，所述的方法包括：

獲取單相電纜故障的暫態(tài)信號和故障電流；

根據(jù)所述暫態(tài)信號進(jìn)行最小二乘算法參數(shù)辨識，確定過渡電阻、對地電容以及故障距離；

根據(jù)確定的故障距離和故障電流確定電纜故障類型，其中，所述的故障類型包括：芯-護(hù)層故障、芯-護(hù)層接地故障。

2.如權(quán)利要求1所述的單相電纜故障測距方法，其特征在于，所述的根據(jù)所述暫態(tài)信號進(jìn)行最小二乘算法的單相電纜故障參數(shù)辨識，確定過渡電阻、對地電容以及故障距離包括：

對所述暫態(tài)信號進(jìn)行Clark相模變換確定暫態(tài)信號的模態(tài)分量；

利用中心差分法分別確定所述暫態(tài)信號及暫態(tài)信號模態(tài)分量的中心差分公式；

根據(jù)所述暫態(tài)信號及暫態(tài)信號模態(tài)分量的中心差分公式，利用單相電纜故障測距方程進(jìn)行最小二乘算法的單相電纜故障參數(shù)辨識，確定過渡電阻、對地電容以及故障距離。

3.如權(quán)利要求2所述的單相電纜故障測距方法，其特征在于，所述的根據(jù)所述暫態(tài)信號進(jìn)行最小二乘算法的單相電纜故障參數(shù)辨識，確定過渡電阻、對地電容以及故障距離包括：

利用中心差分法分別確定所述暫態(tài)信號及暫態(tài)信號模態(tài)分量的一階導(dǎo)數(shù)、二階導(dǎo)數(shù)、三階導(dǎo)數(shù)的中心差分公式；

根據(jù)所述暫態(tài)信號及暫態(tài)信號模態(tài)分量的一階導(dǎo)數(shù)、二階導(dǎo)數(shù)、三階導(dǎo)數(shù)的中心差分公式，確定單相電纜故障測距方程參數(shù)；

對確定參數(shù)的單相電纜故障測距方程進(jìn)行最小二乘算法的單相電纜故障參數(shù)辨識，確定過渡電阻、對地電容以及故障距離。

4.如權(quán)利要求3所述的單相電纜故障測距方法，其特征在于，所述的單相電纜故障測距方程為：三芯電纜芯-護(hù)層故障測距方程、三芯電纜芯-護(hù)層接地故障測距方程；其中，

所述的三芯電纜芯-護(hù)層故障測距方程為：

A₀a+(A₁a+A₆r_sa)x+(A₂a-A₆r_s)x²+A₃aC″+(A₄a+A₅r_sa)C″x-A₅r_sC″x²+A₅aC″R_f1+A₆R_f1a＝0 (1)

所述的三芯電纜芯-護(hù)層接地故障測距方程為：

(A₀+A₁x+A₂x²+A₃C″+A₄C″x)×[r_sr′_sx(a-x)+a(r_s+r′_s)R_f2]+(A₅C″+A₆)×[r_sr′_sx(a-x)(R_f1+R_f2)+a(r_s+r′_s)R_f1R_f2]＝0 (2)

其中，a為電纜總長度；r_s為三芯電纜銅屏蔽層單位長度電阻值，r′_s為三芯電纜鋼帶鎧裝層單位長度電阻值；x為故障距離、C″為對地電容，R_f1為芯-護(hù)層故障時(shí)纜芯和銅屏蔽層之間的等效過渡電阻；R_f2為芯-護(hù)層接地故障時(shí)銅屏蔽層與接地短路點(diǎn)之間的等效過渡電阻；u_ma為暫態(tài)信號中a相電壓分量；i_ma為暫態(tài)信號中a相電流分量；

i_m0為電流零模分量；u_m0為電壓零模分量；

為電流a相分量的一階導(dǎo)數(shù)，二階導(dǎo)數(shù)，三階導(dǎo)數(shù)；

為電壓a相分量的一階導(dǎo)數(shù)，二階導(dǎo)數(shù)；

為電流零模分量的一階導(dǎo)數(shù)，二階導(dǎo)數(shù)，三階導(dǎo)數(shù)；

電壓零模分量的一階導(dǎo)數(shù)；

r₀為線路單位長度電阻；r₁為線路單位長度1模電阻；

l₀為線路單位長度電感；l₁為線路單位長度1模電感；

K_R、K_L分別為電阻及電感分量的零序補(bǔ)償系數(shù)，其中，

K_R＝(r₀-r₁)/r₁，K_L＝(l₀-l₁)/l₁。