[發明專利]配電線路的故障預警系統和方法

在審

• 申請號: 201310656200.8
• 申請日: 2013-12-06
• 公開（公告）號: CN103630799A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: 施慎行;董新洲
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 北京友聯知識產權代理事務所(普通合伙) 11343
• 代理人: 尚志峰;汪海屏

技術領域

本發明涉及電力系統繼電保護技術領域，具體而言，涉及一種配電線路的故障預警系統和配電線路的故障預警方法。

背景技術

配電線路是電力系統的重要組成部分，直接與用戶相連，與用戶供電可靠性密切相關。統計表明：配電線路是電力系統中最容易發生故障的環節，電力系統70%以上的故障都發生在配電線路上。配電線路故障，不僅損壞電力設備，還將影響用戶供電，危害正常的社會和生活秩序。配電線路故障處理是電力系統研究的重要課題。

然而，目前的配電線路故障處理集中在故障發生后的快速有選擇隔離故障設備，是一種事后處理的策略。

因此，需要一種新的技術方案，能夠實現準確識別配電線路故障發展過程，實現配電線路故障預警，從而提高配電系統的供電可靠性，減少故障損失。

發明內容

本發明正是基于上述問題，提出了一種新的技術方案，能夠實現準確識別配電線路故障發展過程，實現配電線路故障預警，從而提高配電系統的供電可靠性，減少故障損失。

有鑒于此，本發明提出了一種配電線路的故障預警系統，包括：采集單元，實時采集配電線路上的行波電氣量；記錄單元，根據所述行波電氣量判斷是否發生擾動，并記錄所述擾動發生的時間；判斷單元，判斷所述擾動是否發生在被監測的配電線路上；計算單元，在所述判斷單元的判斷結果為是時，計算所述被監測的配電線路上最近兩次發生擾動的時間間隔；故障判定單元，將所述時間間隔和預設的時間間隔進行比較，在所述時間間隔小于所述預設的時間間隔時，判定所述被監測的配電線路上將發生故障。

在上述技術方案中，優選地，還包括：結果輸出單元，用于在所述故障判定單元判定所述被監測的配電線路上將發生故障時，輸出故障預警結果。

在該技術方案中，通過監測配電線路上發生間歇性瞬時擾動發生的行波電氣量，實時監測配電線路的運行情況，及時提供配電線路故障預警，減少配電線路故障，提高配電電路供電的可靠性，保證配電線路的安全運行。

在上述技術方案中，優選地，所述行波電氣量包括電壓行波和電流行波。

在該技術方案中，行波電氣量包括但是不限于電壓行波和電流行波，還可以是模量行波和相量行波。

在上述技術方案中，優選地，所述判斷單元的判斷過程包括：對所述電壓行波和所述電流行波分別進行四層小波變換，并從變換結果中分別提取模極大值；比較所述電壓行波的四層小波變換模極大值與所述電流的四層小波變換模極大值的極性，若有不少于三層的電壓行波小波變換模極大值與電流行波小波變換模極大值的極性相反，則判定所述擾動發生在被監測的配電線路，否則，判定所述擾動發生在被監測的配電線路外。

運行中的配電線路，如某一點絕緣降低，在工頻電壓作用下，將重復地間歇性地引起在電力系統中傳播的行波。當擾動發生在被監測線路上時，測量點獲得的電壓行波與電流行波極性相反；而當擾動發生在被監測線路以外時，測量點獲得的電壓行波與電流行波極性相同。另外，開關操作、雷擊等外在干擾也將在配電線路上產生干擾行波。但是，開關操作、雷擊等干擾行波，相比由于配電線路自身原因引起的在工頻電壓激勵下的產生的行波，是隨機的。因此，基于配電線路內部干擾行波出現的規律，可實現配電線路故障預警。

在上述技術方案中，優選地，還包括：設置單元，用于根據接收到的設置命令，設置所述預設的時間間隔。

在該技術方案中，用戶可以根據個人需要或是日常經驗設置預設的時間間隔，如果實際時間間隔小于預設的時間間隔，則說明擾動發生的頻率較高，則此時可判定為被監測的配電線路發生故障。

根據本發明的另一方面，還提供了一種配電線路的故障預警方法，包括：步驟202，實時采集配電線路上的行波電氣量；步驟204，根據所述行波電氣量判斷是否發生擾動，并記錄所述擾動發生的時間；步驟206，判斷所述擾動是否發生在被監測的配電線路上；步驟208，在判斷結果為所述擾動發生在被監測的配電線路上時，計算所述被監測的配電線路上最近兩次發生擾動的時間間隔；步驟210，將所述時間間隔和預設的時間間隔進行比較，在所述時間間隔小于所述預設的時間間隔時，判定所述被監測的配電線路上將發生故障。

在上述技術方案中，優選地，還包括：步驟212，在判定所述被監測的配電線路上將發生故障時，輸出故障預警結果。

在該技術方案中，通過監測配電線路上發生間歇性瞬時擾動發生的行波電氣量，實時監測配電線路的運行情況，及時提供配電線路故障預警，減少配電線路故障，提高配電電路供電的可靠性，保證配電線路的安全運行。

在上述技術方案中，優選地，所述行波電氣量包括電壓行波和電流行波。