一種基于光纖復(fù)合架空地線溫度分布的輸電線路故障定位方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于光纖復(fù)合架空地線溫度分布的輸電線路故障定位方法，屬于輸電線路故障定位技術(shù)領(lǐng)域，本發(fā)明采用分布式光纖測(cè)溫裝置直接測(cè)量輸電線路已經(jīng)架有的OPGW中的光纖溫度分布，后臺(tái)軟件系統(tǒng)依據(jù)全線光纖的溫度分布趨勢(shì)，實(shí)現(xiàn)線路短路故障點(diǎn)的快速準(zhǔn)確定位。該發(fā)明無(wú)需在戶外線路進(jìn)行任何施工改造及安裝，只需在線路的末端接入分布式光纖測(cè)溫裝置及工控機(jī)定位軟件，成本非常低廉，實(shí)施非常簡(jiǎn)單、快捷方便。定位過(guò)程不怕電磁場(chǎng)干擾，定位結(jié)果準(zhǔn)確、可靠、及時(shí)，可解決傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)裝置在惡劣氣候條件下存在的通信問(wèn)題、電源供電、電磁干擾等問(wèn)題，為電力線路短路故障定位提供新的思路。
【專利說(shuō)明】
一種基于光纖復(fù)合架空地線溫度分布的輸電線路故障定位方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及輸電線路故障定位方法，尤其是涉及一種基于光纖復(fù)合架空地線溫度分布的輸電線路故障定位方法。
【背景技術(shù)】
[0002]—般而言，在220kV及以上電壓等級(jí)的電力系統(tǒng)中均采用雙地線方式，且有一條通常選擇為OPGW(光纖復(fù)合架空地線)APGW同時(shí)承擔(dān)普通地線與通信兩大任務(wù)，如果選擇分段絕緣、一點(diǎn)接地的方式會(huì)增加日常維護(hù)難度，故一般都選擇將OPGW逐基接地。
[0003 ]當(dāng)輸電線路出現(xiàn)經(jīng)過(guò)鐵塔放電的故障時(shí)，其中絕大多數(shù)短路電流直接通過(guò)架空地線經(jīng)由各基鐵塔流入大地，少量電流則由架空地線返回變電站。當(dāng)前分析流過(guò)各段架空地線短路電流的理論已經(jīng)比較成熟，通過(guò)網(wǎng)孔法計(jì)算總結(jié)出輸電線路不同位置出現(xiàn)短路故障后，故障電流在OPGW中的分布規(guī)律，即在故障點(diǎn)兩側(cè)十幾基桿塔內(nèi)，隨著與故障點(diǎn)距離的增加，OPGW上的短路電流逐漸變小，越靠近故障點(diǎn)，相鄰兩檔OPGW的短路電流數(shù)值差越大，在短路點(diǎn)處其數(shù)值差可達(dá)數(shù)百安甚至上千安培，其值隨著故障點(diǎn)的變化而變化;在距故障點(diǎn)較遠(yuǎn)處的OPGW上，短路電流基本保持不變，且其值遠(yuǎn)小于靠近故障點(diǎn)的OPGW上的短路電流值。
[0004]當(dāng)故障電流流過(guò)OPGW時(shí)，必然會(huì)導(dǎo)致OPGW產(chǎn)生溫升，OPGW中光纖的溫度也會(huì)升高。通過(guò)國(guó)內(nèi)外常用的OPGW短路溫升理論計(jì)算得出結(jié)論，在輸電線路中點(diǎn)處故障時(shí)，故障電流最小，此時(shí)故障位置處的OPGW溫升在10°C左右。當(dāng)輸電線路其他位置處短路時(shí)，短路電流更高，OPGW光纖單元的溫升會(huì)更大。而光纖測(cè)溫的溫度分辨率為0.1 °C，OPGW的溫升在光纖的分辨率內(nèi)，因此可以利用OPGW自身的光纖單元實(shí)現(xiàn)對(duì)故障的定位。再者，故障點(diǎn)處OPGW的溫升最高，在故障點(diǎn)兩側(cè)十幾基桿塔內(nèi)，隨著與故障點(diǎn)距離的增加，OPGW溫升越來(lái)越低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的上述技術(shù)問(wèn)題主要是通過(guò)下述技術(shù)方案得以解決的:
[0006]—種基于光纖復(fù)合架空地線溫度分布的輸電線路故障定位方法，其特征在于，將光纖復(fù)合架空地線中的光纖直接接入分布式光纖測(cè)溫裝置，包括:
[0007]步驟I，對(duì)每基桿塔對(duì)應(yīng)的光纖復(fù)合架空地線進(jìn)行編號(hào)，即第I基與第2基桿塔之間的光纖復(fù)合架空地線編號(hào)為I，第2基與第3基桿塔之間的光纖復(fù)合架空地線編號(hào)為2……第i基與第i+1基桿塔之間的光纖復(fù)合架空地線編號(hào)為i，其中，i為大于O的正整數(shù)；
[0008]步驟2，讀取分布式光纖測(cè)溫裝置測(cè)量到的沿線每檔光纖復(fù)合架空地線的光纖單元對(duì)應(yīng)的溫度數(shù)據(jù)；
[0009]步驟3，根據(jù)前后兩次讀取的溫度數(shù)據(jù)，計(jì)算出沿線每檔光纖復(fù)合架空地線的光纖單元對(duì)應(yīng)的溫升；
[0010]步驟4，對(duì)沿線溫升數(shù)據(jù)進(jìn)行依次比較，尋找出溫升最大值；
[0011]步驟5，根據(jù)溫升最大位置點(diǎn)對(duì)應(yīng)的編號(hào)確定故障位置。
[0012]在上述的一種基于光纖復(fù)合架空地線溫度分布的輸電線路故障定位方法，所述分布式光纖測(cè)溫裝置只需要一個(gè)，可一次分別測(cè)量一條線上編號(hào)為1、2、3……i的光纖復(fù)合架空地線的光纖的溫度。
[0013]在上述的一種基于光纖復(fù)合架空地線溫度分布的輸電線路故障定位方法，所述步驟2中，將與每根桿塔接觸的一段復(fù)合架空線記為一檔，所述分布式光纖測(cè)溫裝置完成一條復(fù)合架空線的所有檔溫度測(cè)量。
[0014]在上述的一種基于光纖復(fù)合架空地線溫度分布的輸電線路故障定位方法，所述步驟3中，先把所有檔位的溫度測(cè)量一遍，間隔財(cái)少再測(cè)量一遍，其中N為大于O的正整數(shù)。
[0015]在上述的一種基于光纖復(fù)合架空地線溫度分布的輸電線路故障定位方法，所述步驟4中，每一檔的前后兩次溫度差分別記為T(mén)1，T2，T2-T1為每一檔間隔N秒的溫升，包括若干檔的所有溫升值得集合。
[0016]在上述的一種基于光纖復(fù)合架空地線溫度分布的輸電線路故障定位方法，所述步驟4中，測(cè)兩次后，溫升最大值為所有溫升值得集合中最大的一個(gè)值。
[0017]因此，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):1.通過(guò)分布式光纖測(cè)溫裝置，直接測(cè)量輸電線路已經(jīng)架有的OPGW中的光纖溫度分布，后臺(tái)軟件系統(tǒng)依據(jù)全線光纖的溫度分布趨勢(shì)，實(shí)現(xiàn)單相短路故障點(diǎn)的快速準(zhǔn)確定位，可解決傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)裝置在惡劣氣候條件下存在的通信問(wèn)題、電源供電、電磁干擾等問(wèn)題，為電力監(jiān)測(cè)技術(shù)提供新的思路；2.直接利用輸電線路已經(jīng)架有的OPGW中的光纖進(jìn)行分布式溫度測(cè)量，無(wú)需在戶外線路進(jìn)行任何施工改造及安裝，只需在線路的末端接入分布式光纖測(cè)溫裝置，成本非常低廉，實(shí)施非常簡(jiǎn)單、快捷方便;3.光纖測(cè)溫裝置的整個(gè)監(jiān)測(cè)過(guò)程是實(shí)時(shí)連續(xù)的，定位過(guò)程不怕電磁場(chǎng)干擾，定位結(jié)果準(zhǔn)確、可靠、及時(shí)。
【附圖說(shuō)明】
[0018]附圖1是本發(fā)明的一種測(cè)量硬件原理圖。
[0019]附圖2是本發(fā)明的一種方法流程示意圖。
[0020]附圖3是現(xiàn)有線路中點(diǎn)故障時(shí)附近各段OPGW光纖處的溫升示意圖。
[0021]附圖4是現(xiàn)有非線路中點(diǎn)故障時(shí)附近各段OPGW光纖處的溫升示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面通過(guò)實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說(shuō)明。
[0023]實(shí)施例:
[0024]本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了不增加沿線監(jiān)測(cè)裝置，僅僅利用OPGW內(nèi)光纖單元中光信號(hào)攜帶的溫度信息解調(diào)出OPGW的空間溫度分布信息，對(duì)故障點(diǎn)的精確定位。
[0025]本發(fā)明將OPGW中的光纖直接接入分布式光纖測(cè)溫裝置，對(duì)整條線路OPGW中的光纖進(jìn)行空間溫度分布測(cè)量，將測(cè)量結(jié)果送人工控機(jī)定位軟件，工控機(jī)定位軟件對(duì)整條OPGW的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行算法處理，根據(jù)OPGW的溫度分布規(guī)律，通過(guò)尋找OPGW的溫升最高點(diǎn)，即可確定輸電線路發(fā)生故障的位置。
[0026]流程如下:
[0027](I)對(duì)每基桿塔對(duì)應(yīng)的OPGW進(jìn)行編號(hào)，即第1-1基與第i基桿塔之間的OPGW編號(hào)為1
[0028](2)讀取分布式光纖測(cè)溫裝置測(cè)量到的沿線每檔OPGW的光纖單元對(duì)應(yīng)的溫度數(shù)據(jù)。分布式光纖測(cè)溫裝置只需要一個(gè)，可一次分別測(cè)量一條線上編號(hào)為1、2、3……i的光纖復(fù)合架空地線的光纖的溫度。其中，將與每根桿塔接觸的一段復(fù)合架空線記為一檔，所述分布式光纖測(cè)溫裝置完成一條復(fù)合架空線的所有檔溫度測(cè)量。
[0029](3)根據(jù)前后兩次讀取的溫度數(shù)據(jù)，計(jì)算出沿線每檔OPGW的光纖單元對(duì)應(yīng)的溫升。先把所有檔位的溫度測(cè)量一遍，間隔N秒再測(cè)量一遍，其中N為大于O的正整數(shù)。這里，N取3?5秒
[0030](4)對(duì)沿線溫升數(shù)據(jù)進(jìn)行依次比較，尋找出溫升最大值。每一檔的前后兩次溫度差分別記為T(mén)1，T2，T2-T1為每一檔間隔~(yú)秒的溫升，包括若干檔的所有溫升值得集合。測(cè)兩次后，溫升最大值為所有溫升值得集合中最大的一個(gè)值。
[0031](5)根據(jù)溫升最大位置點(diǎn)對(duì)應(yīng)的編號(hào)確定故障位置。
[0032]本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明精神作舉例說(shuō)明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會(huì)偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書(shū)所定義的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于光纖復(fù)合架空地線溫度分布的輸電線路故障定位方法，其特征在于，將光纖復(fù)合架空地線中的光纖直接接入分布式光纖測(cè)溫裝置，包括: 步驟I，對(duì)每基桿塔對(duì)應(yīng)的光纖復(fù)合架空地線進(jìn)行編號(hào)，即第I基與第2基桿塔之間的光纖復(fù)合架空地線編號(hào)為I，第2基與第3基桿塔之間的光纖復(fù)合架空地線編號(hào)為2……第i基與第i+Ι基桿塔之間的光纖復(fù)合架空地線編號(hào)為i，其中，i為大于O的正整數(shù)； 步驟2，讀取分布式光纖測(cè)溫裝置測(cè)量到的沿線每檔光纖復(fù)合架空地線的光纖單元對(duì)應(yīng)的溫度數(shù)據(jù)； 步驟3，根據(jù)前后兩次讀取的溫度數(shù)據(jù)，計(jì)算出沿線每檔光纖復(fù)合架空地線的光纖單元對(duì)應(yīng)的溫升； 步驟4，對(duì)沿線溫升數(shù)據(jù)進(jìn)行依次比較，尋找出溫升最大值； 步驟5，根據(jù)溫升最大位置點(diǎn)對(duì)應(yīng)的編號(hào)確定故障位置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于光纖復(fù)合架空地線溫度分布的輸電線路故障定位方法，其特征在于，所述分布式光纖測(cè)溫裝置只需要一個(gè)，可一次分別測(cè)量一條線上編號(hào)為1、2、3……i的光纖復(fù)合架空地線的光纖的溫度。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于光纖復(fù)合架空地線溫度分布的輸電線路故障定位方法，其特征在于，所述步驟2中，將與每根桿塔接觸的一段復(fù)合架空線記為一檔，所述分布式光纖測(cè)溫裝置完成一條復(fù)合架空線的所有檔溫度測(cè)量。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于光纖復(fù)合架空地線溫度分布的輸電線路故障定位方法，其特征在于，所述步驟3中，先把所有檔位的溫度測(cè)量一遍，間隔N秒再測(cè)量一遍，其中N為大于O的正整數(shù)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于光纖復(fù)合架空地線溫度分布的輸電線路故障定位方法，其特征在于，所述步驟4中，每一檔的前后兩次溫度差分別記為T(mén)1，T2，T2-T1為每一檔間隔財(cái)少的溫升，包括若干檔的所有溫升值得集合。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于光纖復(fù)合架空地線溫度分布的輸電線路故障定位方法，其特征在于，所述步驟4中，測(cè)兩次后，溫升最大值為所有溫升值得集合中最大的一個(gè)值。
【文檔編號(hào)】G01R31/08GK105911427SQ201610263422
【公開(kāi)日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年4月26日
【發(fā)明人】邱凌, 舒乃秋, 邵華鋒, 潘濤, 李小雙, 滕廣逸
【申請(qǐng)人】武漢新電電氣技術(shù)有限責(zé)任公司, 武漢大學(xué)