[發(fā)明專利]輸電線路故障測距定位方法和裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910114648.0
• 申請日: 2009-12-21
• 公開（公告）號: CN102103179A
• 公開（公告）日: 2011-06-22
• 發(fā)明（設計）人: 黃洪全
• 申請（專利權）人: 黃洪全
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08;G01R27/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)領域，特別涉及一種輸電線路故障測距定位方法和裝置。

背景技術

我國的6千伏到66千伏輸電線路通常用架空線或電力電纜，輸電線路故障通常都是由斷續(xù)性弧光接地，發(fā)展到連續(xù)穩(wěn)定的弧光接地，最后變?yōu)橛谰媒拥?。故障發(fā)展過程可以是幾秒鐘，也可能是幾個小時，難于事前確定。為避免故障擴大，通常會在故障發(fā)生后很短時間內(nèi)停止供電，查找故障點，更換故障部件，排除故障后恢復供電。電網(wǎng)停電以后，弧光接地故障也隨即消失，查找故障部位變得困難而費時，所以，在電網(wǎng)停電以后，計算故障點的距離并進行故障追蹤定位，對縮短故障排除時間，提高電網(wǎng)供電質量，有重要意義。

中國專利CN2650145Y提出了一種“直流開路，交流尋蹤”的方法，故障線路停電后，利用高壓直流發(fā)生器將故障點重新?lián)舸?，再注入交流信號，用探測器沿線路尋蹤，直到找到故障點。該方法有許多優(yōu)點，但也有以下兩方面的不足：1.該方法沒有故障距離計算功能，靠人工巡線查找故障，時間較長，2.按常規(guī)方法設計高壓直流發(fā)生器，功率容量太大，成本過高，技術上也難于實現(xiàn)。以10千伏線路為例，重新?lián)舸┕收宵c通常需要14000伏高壓，維持故障狀態(tài)需要5安培以上電流，按照常規(guī)方法設計，高壓直流發(fā)生器容量將達到70千瓦。對35千伏和66千伏供電系統(tǒng)，高壓直流發(fā)生器功率容量將更大，更難于推廣應用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術的不足，提出一種在故障線路停電的情況下，能計算故障點的距離并進行故障追蹤定位的新方法。

一種輸電線路故障測距定位方法和裝置，由高壓直流電流發(fā)生器，故障距離測算單元，探測尋蹤單元組成，當系統(tǒng)發(fā)生故障停止供電后，在故障相和地之間注入高壓直流電流，重新?lián)舸┕收宵c，為測距和尋蹤創(chuàng)造條件，其特征是：用2個以上(包含2個)小功率直流電流發(fā)生器，組合成一個高電壓直流電流發(fā)生器，合理配備各個小功率電流發(fā)生器的參數(shù)，有的輸出高電壓，但輸出電流較小，有的輸出大電流，但輸出電壓較低，既滿足使用要求，又大大減少裝置的總容量，組合方式有多種選擇，可以是并聯(lián)方式、串聯(lián)方式，也可以采用串并混合方式。

引發(fā)弧光故障通常需要很高的電壓，而弧光故障發(fā)生后，維持穩(wěn)定的弧光接地狀態(tài)，需要5安培以上的電流，而相應的電壓值卻很低。根據(jù)弧光故障的這一特點，可以將高壓直流發(fā)生器分成兩個以上(含2個)小功率電流發(fā)生器，這些小功率電流發(fā)生器的性能各不相同：有的用于產(chǎn)生高電壓，但輸出電流較?。挥械挠糜诋a(chǎn)生大電流，但輸出電壓較低，這樣的多個小功率電流發(fā)生器按一定的方式連接在一起，既能有很高的電壓，重新?lián)舸┕收宵c，又能有較大的電流，維持穩(wěn)定的弧光接地狀態(tài)，為故障點測距和故障點尋蹤定位創(chuàng)造條件。仍以10千伏線路為例，可設計兩個小功率電流發(fā)生器，一個小功率電流發(fā)生器的基本指標設計為：電壓14000伏，電流100毫安，容量為1.4千瓦；另一個小功率電流發(fā)生器的基本指標設定為：電壓500伏，電流5安，容量為2.5千瓦，兩個小功率電流發(fā)生器并聯(lián)或串聯(lián)在一起，滿足維持弧光故障的條件，總容量只有3.9千瓦，比用單一的高壓直流發(fā)生器容量要小得多，工程上更容易實現(xiàn)。當然也可以設計三個小功率電流發(fā)生器，第一個小功率電流發(fā)生器的指標設計為：電壓14000伏，電流10毫安，容量為140瓦；第二個小功率電流發(fā)生器的指標設計為：電壓3000伏，電流100毫安，容量為300瓦；第三個小功率電流發(fā)生器的指標設計為：電壓500伏，電流5安，容量為2.5千瓦；總容量為2.9千瓦。設計的小功率電流發(fā)生器越多，各個小功率電流發(fā)生器的指標設定就越細，缺點是導致電路設計變得復雜。

高壓直流電流的產(chǎn)生，通常先用變壓器將較低的交流電壓升高，然后用二極管整流電路將交流變?yōu)橹绷鳌Ｖ灰獏?shù)合適，多個電壓等級的整流電路可以直接(或者用二極管作隔離元件)并聯(lián)在一起，也可以直接串聯(lián)在一起。

為了測算故障點的距離和進行故障尋蹤定位，還需在高壓直流電流上疊加一個特定頻率的交流分量，通過測量和探測這一交流分量，完成故障點距離計算和故障尋蹤定位。

由弧光接地的電壓電流波形可知，當故障點形成穩(wěn)定的弧光接地后，其過渡阻抗值很小，其微變等效復阻抗的虛部為零，也即，對疊加的交流而言，在故障回路中，只有故障線路本身包含電抗成分，故障點等效電抗為零。由此可得出故障測距方法如下：