配电网混合线路行波故障定位方法、装置、设备及介质与流程

1.本发明涉及故障定位技术领域，尤其涉及一种配电网混合线路行波故障定位方法、装置、设备及介质。


背景技术：

2.10
‑
60kv中压配电网结构复杂，多为树状分支结构，且目前城市配电网不仅分支错综复杂，而且由于为了节省城市核心区域线路走廊，在核心区域采用电缆成了主要的选择，因此电网中常出现由多段架空线和电缆混合而成的配电线路，由于电缆本身的绝缘介质，导致电缆中的行波波速较低，一般为架空线行波波速的1/2或2/3，因此，对于架空
‑
电缆混合线路，存在各段线路行波波速不同的问题，使得行波测距不能直接使用传统的单端、双端行波测距方法，而是需要根据混合线路的参数进行分段处理。而配电网的树状分支结构，也易给行波定位带来多个定位结果的困扰。


技术实现要素：

3.本发明提供了一种配电网混合线路行波故障定位方法、装置、设备及介质，用于解决现有技术无法实现配电网混合线路行波故障的准确定位的技术问题。
4.本发明提供了一种配电网混合线路行波故障定位方法，包括：
5.将预设配电网线路分解为若干个t型线路，每个t型线路具有三个分支段；所述预设配电网线路为多分支架空线
‑
电缆混合配电网线路；
6.根据故障行波到达每个t型线路各分支段末端的传播时间，确定故障分支段；
7.当所述故障分支段具有多个节点时，计算每个节点在所述故障分支段之间的行波时间参数，并根据所述行波时间参数确定故障区段；
8.获取所述故障行波在所述故障区段的波速，以及所述故障行波到达所述故障区段两端的时间差，并根据所述波速和所述时间差在所述故障区段上定位故障位置点。
9.可选地，所述根据故障行波到达每个t型线路各分支段末端的传播时间，确定故障分支段的步骤，包括：
10.获取故障行波到达每个t型线路各分支段末端的传播时间；
11.根据所述传播时间计算所述故障行波在每个t型线路任意两个分支段末端之间的第一传播时长；
12.获取预设行波在每个t型线路任意两个分支段末端之间的第二传播时长；
13.将与所述第一传播时长相等的第二传播时长对应的t型线路确定为故障t型线路；
14.根据所述故障行波到达所述故障t型线路各分支段末端的传播时间，确定故障分支段。
15.可选地，所述当所述故障分支段具有多个节点时，计算每个节点在所述故障分支段之间的行波时间参数，并根据所述行波时间参数确定故障区段的步骤，包括：
16.当所述故障分支段具有多个节点时，计算每个节点与所述故障分支段两端之间的
第一行波传播时间差；
17.获取所述故障行波与所述故障分支段两端之间的第二行波传播时间差；
18.根据所述第一行波传播时间差和所述第二行波传播时间差确定故障区段。
19.可选地，所述获取所述故障行波在所述故障区段的波速，以及所述故障行波到达所述故障区段两端的时间差，并根据所述波速和所述时间差在所述故障区段上定位故障位置点的步骤，包括：
20.获取所述故障行波在所述故障区段的波速，以及所述故障行波到达所述故障区段两端的时间差；
21.获取所述故障区段的长度；
22.根据所述波速、所述时间差和所述长度计算故障距离；
23.根据所述故障距离在所述故障区段上定位故障位置点。
24.本发明还提供了一种配电网混合线路行波故障定位装置，其特征在于，包括：
25.分解模块，用于将预设配电网线路分解为若干个t型线路，每个t型线路具有三个分支段；所述预设配电网线路为多分支架空线
‑
电缆混合配电网线路；
26.故障分支段确定模块，用于根据故障行波到达每个t型线路各分支段末端的传播时间，确定故障分支段；
27.故障区段确定模块，用于当所述故障分支段具有多个节点时，计算每个节点在所述故障分支段之间的行波时间参数，并根据所述行波时间参数确定故障区段；
28.故障位置点定位模块，用于获取所述故障行波在所述故障区段的波速，以及所述故障行波到达所述故障区段两端的时间差，并根据所述波速和所述时间差在所述故障区段上定位故障位置点。
29.可选地，所述故障分支段确定模块，包括：
30.传播时间获取子模块，用于获取故障行波到达每个t型线路各分支段末端的传播时间；
31.第一传播时长计算子模块，用于根据所述传播时间计算所述故障行波在每个t型线路任意两个分支段末端之间的第一传播时长；
32.第二传播时长获取子模块，用于获取预设行波在每个t型线路任意两个分支段末端之间的第二传播时长；
33.故障t型线路确定子模块，用于将与所述第一传播时长相等的第二传播时长对应的t型线路确定为故障t型线路；
34.故障分支段确定子模块，用于根据所述故障行波到达所述故障t型线路各分支段末端的传播时间，确定故障分支段。
35.可选地，所述故障区段确定模块，包括：
36.第一行波传播时间差计算子模块，用于当所述故障分支段具有多个节点时，计算每个节点与所述故障分支段两端之间的第一行波传播时间差；
37.第二行波传播时间差获取子模块，用于获取所述故障行波与所述故障分支段两端之间的第二行波传播时间差；
38.故障区段确定子模块，用于根据所述第一行波传播时间差和所述第二行波传播时间差确定故障区段。
39.可选地，所述故障位置点定位模块，包括：
40.波速、时间差获取子模块，用于获取所述故障行波在所述故障区段的波速，以及所述故障行波到达所述故障区段两端的时间差；
41.长度获取子模块，用于获取所述故障区段的长度；
42.故障距离计算子模块，用于根据所述波速、所述时间差和所述长度计算故障距离；
43.故障位置点定位子模块，用于根据所述故障距离在所述故障区段上定位故障位置点。
44.本发明还提供了一种电子设备，所述设备包括处理器以及存储器：
45.所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；
46.所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行如上任一项所述的配电网混合线路行波故障定位方法。
47.本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质用于存储程序代码，所述程序代码用于执行如上任一项所述的配电网混合线路行波故障定位方法。
48.从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：本发明公开了一种配电网混合线路行波故障定位方法，具体包括：将预设配电网线路分解为若干个t型线路，每个t型线路具有三个分支段；预设配电网线路为多分支架空线
‑
电缆混合配电网线路；根据故障行波到达每个t型线路各分支段末端的传播时间，确定故障分支段；当故障分支段具有多个节点时，计算每个节点在故障分支段之间的行波时间参数，并根据行波时间参数确定故障区段；获取故障行波在故障区段的波速，以及故障行波到达故障区段两端的时间差，并根据波速和时间差在故障区段上定位故障位置点。实现了配电网混合线路的行波故障准确定位。
附图说明
49.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
50.图1为本发明实施例提供的一种配电网混合线路行波故障定位方法的步骤流程图；
51.图2为本发明实施例提供的一种多分支架空线
‑
电缆混合线路结构示意图；
52.图3为本发明实施例提供的一种t型线路结构示意图；
53.图4为本发明实施例提供的一种故障分支段结构示意图；
54.图5为本发明实施例提供的一种配电网混合线路行波故障定位装置的结构框图。
具体实施方式
55.多分支架空线
‑
电缆混合配电网线路，由于线路涉及了架空线和电缆两种类型的线路，存在各段线路行波波速不同的问题，使得行波测距不能直接使用传统的单端、双端行波测距方法。有鉴于此，本发明实施例提供了一种配电网混合线路行波故障定位方法、装置、设备及介质，用于解决现有技术无法实现配电网混合线路行波故障的准确定位的技术问题。
56.为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
57.请参阅图1，图1为本发明实施例提供的一种配电网混合线路行波故障定位方法的步骤流程图。
58.本发明提供的一种配电网混合线路行波故障定位方法，具体可以包括以下步骤：
59.步骤101，将预设配电网线路分解为若干个t型线路，每个t型线路具有三个分支段；预设配电网线路为多分支架空线
‑
电缆混合配电网线路；
60.本发明实施例首先将多分支的配电网线路分解为若干个t型线路，将针对多分支的配电网线路的故障定位拆解为针对每个t型线路的故障定位。从而缩小定位故障点的范围。其中，每个t型线路具有三个分支段。
61.在一个示例中，对于配电网线路的分解，可以通过以下过程实现：首先将多分支混合配电线路各区段节点用字母标明，其中线路含有m个分支节点，分别可以用表示；线路还含有n个末端，分别用表示，则可以得到如图2所示的多分支架空线
‑
电缆混合线路结构。然后任取两个末端，如e1、e
n
作为t型线路固定节点，再选取除e1、e
n
外的任一末端e
b
组成t型线路，则可分解成(n
‑
2)个t型线路。图3为本发明实施例提供的一种t型线路结构示意图。
62.需要说明的是，以上只是将配电网线路拆解为t型线路的一种示例，本领域技术人员可以根据实际需要进行分解，本技术不作具体限定。
63.步骤102，根据故障行波到达每个t型线路各分支段末端的传播时间，确定故障分支段；
64.在本发明实施例中，当完成对配电网线路的分解后，可以根据故障行波从故障位置点出发，到达每个t型线路各分支段末端的传播时间，来确定故障分支段。
65.在一个示例中，步骤102可以包括以下子步骤：
66.s21，获取故障行波到达每个t型线路各分支段末端的传播时间；
67.s22，根据传播时间计算故障行波在每个t型线路任意两个分支段末端之间的第一传播时长；
68.s23，获取预设行波在每个t型线路任意两个分支段末端之间的第二传播时长；
69.s24，将与第一传播时长相等的第二传播时长对应的t型线路确定为故障t型线路；
70.s25，根据故障行波到达故障t型线路各分支段末端的传播时间，确定故障分支段。
71.在实际应用中，对于每个t型线路进行分析，在存在固定末端e1、e
n
的情况下，令t型线路中分支节点为o，故障位置点与o的距离为x，假设故障发生在分支段oe
b
的点f上。则故障行波传播至e1、e
n
处的路程要比线路e1oe
n
的长度多2x。故障行波传播至节点e1、e
b
和e
b
、e
n
的路程即为e1oe
b
和e
b
oe
n
的长度。
72.因此，当接地故障发生后，可以从末端e2开始逐个与末端e1、e
j
(j＝3，4，...，n)建立t型线路，由于对于确定的线路，行波波速基本恒定，因此，上述过程可以转化为对于时间的判断。在具体实现中，当故障行波在每个t型线路任意两个分支段末端之间的第一传播时
长与行波在该两个分支段之间的第二传播时长相同时，可以判断这两个分支段所在的t型线路发生了故障。即当检测到有满足三种情况任意之一时，即可确定是t型线路e1e
b
e
j
发生了故障。
73.进一步地，若故障发生在点f处，则有如下关系式成立：
[0074][0075]
其中，分别为行波通过线路e1oe
j
、e1oe
b
、e
b
oe
j
所需时间，分别为故障初始行波传播至末端e1和e
j
、e1和e
b
、e
b
和e
j
的所用时间之和，其可通过采集配电网末端节点行波检测装置在故障发生后检测到的第一次行波到达行波检测装置的时间获取。
[0076]
即故障处行波到两非故障分支末端的总时间要大于行波通行由这两非故障分支末端确定的线路的时间。由此可以确定故障t型线路上的故障分支段。
[0077]
步骤103，当故障分支段具有多个节点时，计算每个节点在故障分支段之间的行波时间参数，并根据行波时间参数确定故障区段；
[0078]
在本发明实施例中，当故障分支段具有多个节点时，可以计算每个节点在故障分支段之间的行波时间参数，并根据行波时间参数确定故障区段。
[0079]
在一个示例中，步骤103可以包括以下子步骤：
[0080]
s31，当故障分支段具有多个节点时，计算每个节点与故障分支段两端之间的第一行波传播时间差；
[0081]
s32，获取故障行波与故障分支段两端之间的第二行波传播时间差；
[0082]
s33，根据第一行波传播时间差和第二行波传播时间差确定故障区段。
[0083]
在具体实现中，可以计算每个节点与故障分支段两端之间的第一行波传播时间差，以及获取故障行波与故障分支段两端之间的第二行波传播时间差差。通过比较第一行波传播时间差于第二行波传播时间差之间的大小来确定故障区段。
[0084]
在一个示例中，如图4所示，若故障分支段为包含k段由架空线和电缆组成的混合线路，记各个节点为将故障分支段的首端和末端作为检测端，分别记为a0、a
k
。由各段线路具体参数可知各段线路的长度和波速l
i
、v
i
可以计算得到行波经过每段线段所需的时间：t
i
＝l
i
/v
i
进而可以得到行波从各个节点处到达故障分支段首端和末端的第一行波传播时间差处到达故障分支段首端和末端的第一行波传播时间差
[0085]
若发生故障后记录故障行波分别到达故障分支段首端和末端的绝对时间和则可以计算其第二传播时间差并与并与逐个进行比较。直到如下关系式成立：
[0086]
[0087]
则说明故障点在节点a
j
‑1距故障分支段首端较远、距故障分支段末端较近，且在节点a
j
距故障分支段首端较近、距故障分支段末端较远的位置，即第j段线路区间上，第j端线路区间即为故障区段。
[0088]
步骤104，获取故障行波在故障区段的波速，以及故障行波到达故障区段两端的时间差，并根据波速和时间差在故障区段上定位故障位置点。
[0089]
在本发明实施例中，步骤104可以包括以下子步骤：
[0090]
s41，获取故障行波在故障区段的波速，以及故障行波到达故障区段两端的时间差；
[0091]
s42，获取故障区段的长度；
[0092]
s43，根据波速、时间差和长度计算故障距离；
[0093]
s44，根据故障距离在故障区段上定位故障位置点。
[0094]
在具体实现中，在确定故障分支段是第j段线路区间后，可以根据双端行波定位公式求出故障点位置与故障分支段首端的故障距离。具体公式如下：
[0095][0096]
其中，为故障位置点到故障区段首端a
j
‑1的距离，v为行波波速，为故障行波到达故障区段两端的时间差。
[0097][0098]
为第j段线路长度。
[0099]
在计算得到故障距离后，可以以故障区段首端为起点，结合故障距离定位故障位置点。
[0100]
本发明公开了一种配电网混合线路行波故障定位方法，具体包括：将预设配电网线路分解为若干个t型线路，每个t型线路具有三个分支段；预设配电网线路为多分支架空线
‑
电缆混合配电网线路；根据故障行波到达每个t型线路各分支段末端的传播时间，确定故障分支段；当故障分支段具有多个节点时，计算每个节点在故障分支段之间的行波时间参数，并根据行波时间参数确定故障区段；获取故障行波在故障区段的波速，以及故障行波到达故障区段两端的时间差，并根据波速和时间差在故障区段上定位故障位置点。实现了配电网混合线路的行波故障准确定位。
[0101]
请参阅图5，图5为本发明实施例提供的一种配电网混合线路行波故障定位装置的结构框图。
[0102]
本发明实施例提供了一种配电网混合线路行波故障定位装置，包括：
[0103]
分解模块501，用于将预设配电网线路分解为若干个t型线路，每个t型线路具有三个分支段；预设配电网线路为多分支架空线
‑
电缆混合配电网线路；
[0104]
故障分支段确定模块502，用于根据故障行波到达每个t型线路各分支段末端的传播时间，确定故障分支段；
[0105]
故障区段确定模块503，用于当故障分支段具有多个节点时，计算每个节点在故障分支段之间的行波时间参数，并根据行波时间参数确定故障区段；
[0106]
故障位置点定位模块504，用于获取故障行波在故障区段的波速，以及故障行波到达故障区段两端的时间差，并根据波速和时间差在故障区段上定位故障位置点。
[0107]
在本发明实施例中，故障分支段确定模块502，包括：
[0108]
传播时间获取子模块，用于获取故障行波到达每个t型线路各分支段末端的传播时间；
[0109]
第一传播时长计算子模块，用于根据传播时间计算故障行波在每个t型线路任意两个分支段末端之间的第一传播时长；
[0110]
第二传播时长获取子模块，用于获取预设行波在每个t型线路任意两个分支段末端之间的第二传播时长；
[0111]
故障t型线路确定子模块，用于将与第一传播时长相等的第二传播时长对应的t型线路确定为故障t型线路；
[0112]
故障分支段确定子模块，用于根据故障行波到达故障t型线路各分支段末端的传播时间，确定故障分支段。
[0113]
在本发明实施例中，故障区段确定模块503，包括：
[0114]
第一行波传播时间差计算子模块，用于当故障分支段具有多个节点时，计算每个节点与故障分支段两端之间的第一行波传播时间差；
[0115]
第二行波传播时间差获取子模块，用于获取故障行波与故障分支段两端之间的第二行波传播时间差；
[0116]
故障区段确定子模块，用于根据第一行波传播时间差和第二行波传播时间差确定故障区段。
[0117]
在本发明实施例中，故障位置点定位模块504，包括：
[0118]
波速、时间差获取子模块，用于获取故障行波在故障区段的波速，以及故障行波到达故障区段两端的时间差；
[0119]
长度获取子模块，用于获取故障区段的长度；
[0120]
故障距离计算子模块，用于根据波速、时间差和长度计算故障距离；
[0121]
故障位置点定位子模块，用于根据故障距离在故障区段上定位故障位置点。
[0122]
本发明实施例还提供了一种电子设备，设备包括处理器以及存储器：
[0123]
存储器用于存储程序代码，并将程序代码传输给处理器；
[0124]
处理器用于根据程序代码中的指令执行本发明实施例的配电网混合线路行波故障定位方法。
[0125]
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质用于存储程序代码，程序代码用于执行本发明实施例的配电网混合线路行波故障定位方法。
[0126]
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
[0127]
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
[0128]
本领域内的技术人员应明白，本发明实施例的实施例可提供为方法、装置、或计算
机程序产品。因此，本发明实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd
‑
rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0129]
本发明实施例是参照根据本发明实施例的方法、终端设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0130]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0131]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上，使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0132]
尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。
[0133]
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
[0134]
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。