[發(fā)明專利]配電線路故障測距方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710025385.0
• 申請日: 2017-01-13
• 公開（公告）號: CN106841913A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 施慎行;雷傲宇;董新洲
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 北京友聯(lián)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11343
• 代理人: 尚志峰,汪海屏

本發(fā)明提出了一種配電線路的故障測距方法，其中，該配電線路的故障測距方法包括：步驟102，若配電線路正常，則在斷路器合閘時(shí)，采集并記錄所述斷路器從合閘時(shí)刻起產(chǎn)生的合閘行波；步驟104，若所述配電線路發(fā)生永久性故障，則在所述斷路器跳閘后再重合閘時(shí)，采集并記錄所述斷路器從重合閘時(shí)刻起產(chǎn)生的重合閘行波；步驟106，根據(jù)所述合閘行波和所述重合閘行波，確定重合于故障疊加行波；步驟108，根據(jù)所述重合于故障疊加行波中的故障點(diǎn)反射波和所述重合閘時(shí)刻，計(jì)算出所述配電線路的故障點(diǎn)距離。通過本發(fā)明的技術(shù)方案，能夠在配電網(wǎng)線路發(fā)生永久性故障時(shí)，快速準(zhǔn)確地定位故障，實(shí)現(xiàn)單端精確故障定位。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種電力線路的故障測距方法。

背景技術(shù)

目前，由于配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、分支眾多，部分地區(qū)存在電纜-架空線混合線路，并且配網(wǎng)自動化覆蓋水平有限，大部分地區(qū)還是只具有變電站或變電所單端測量條件，因此準(zhǔn)確定位故障一直是配電網(wǎng)中的一大難題。

現(xiàn)有的配電網(wǎng)故障測距方法中，主要有故障穩(wěn)態(tài)量法、故障暫態(tài)量法、注入法。故障穩(wěn)態(tài)量法主要就是阻抗法，利用故障時(shí)測得的電壓電流求得故障回路的阻抗，適用于分支少、結(jié)構(gòu)簡單的饋線，但不適合具有多分支或電纜-架空線混合饋線。故障暫態(tài)量法主要就是行波法，利用故障產(chǎn)生的暫態(tài)行波進(jìn)行故障測距，可分為單端法和雙端法。單端法面臨的主要問題是暫態(tài)行波在分支節(jié)點(diǎn)和混合線路節(jié)點(diǎn)會頻繁的發(fā)生折反射，需要一一甄別這些節(jié)點(diǎn)的反射波，識別故障點(diǎn)反射波將極其困難；雙端法只采用初始暫態(tài)行波，但需要所有分支末端安裝設(shè)備，實(shí)際中無法做到；此外，還有采用初始線模波行波和初始零模行波時(shí)間差進(jìn)行測距的方法，但零模行波傳播過程色散嚴(yán)重，如何標(biāo)定到達(dá)時(shí)刻和確定零模行波波速將是主要難題。注入法是在系統(tǒng)故障后向系統(tǒng)注入特殊信號來測距的方法，主要有S注入法、端口故障診斷法、加信傳遞函數(shù)法和單端注入行波法，注入法的主要問題是需要加裝專用信號源和輔助檢測裝置，但是投資成本高。

因此，如何在配電網(wǎng)線路發(fā)生永久性故障時(shí)，快速準(zhǔn)確地定位故障，并且避免檢測故障的投資成本過高成為亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明正是基于上述問題，提出了一種新的單端測距技術(shù)方案，用以在配電線路發(fā)生永久性故障時(shí)，快速準(zhǔn)確地定位故障。

有鑒于此，本發(fā)明提出了一種配電線路的單端行波故障測距方法，包括：步驟102，若配電線路正常，則在斷路器合閘時(shí)，采集并記錄所述斷路器從合閘時(shí)刻起產(chǎn)生的合閘行波；步驟104，若所述配電線路發(fā)生永久性故障，則在所述斷路器跳閘后再重合閘時(shí)，采集并記錄所述斷路器從重合閘時(shí)刻起產(chǎn)生的重合閘行波；步驟106，根據(jù)所述合閘行波和所述重合閘行波，確定重合于故障疊加行波；步驟108，根據(jù)所述重合于故障疊加行波中的故障點(diǎn)反射波和所述重合閘時(shí)刻，計(jì)算出所述配電線路的故障點(diǎn)距離。

在該技術(shù)方案中，斷路器在正常合閘和發(fā)生永久性故障時(shí)進(jìn)行重合閘時(shí)，所有饋線及其分支的結(jié)構(gòu)和負(fù)荷不變，重合于故障疊加行波僅反應(yīng)故障支路的影響，從暫態(tài)行波的角度，則是僅反應(yīng)故障支路節(jié)點(diǎn)對波的折反射，不反應(yīng)其他分支或混合線路節(jié)點(diǎn)的影響，因此，根據(jù)重合于故障疊加行波可以識別故障點(diǎn)反射波，再結(jié)合從合閘時(shí)刻開始的合閘行波可以準(zhǔn)確地確定故障點(diǎn)距離。另外，通過重合于故障疊加行波進(jìn)行故障點(diǎn)測距，可以消除饋線中分支節(jié)點(diǎn)和混合線路節(jié)點(diǎn)造成的干擾，從而準(zhǔn)確、快速地確定故障點(diǎn)距離。另外，本測距方案不需要加裝注入設(shè)備，適合單端測量條件的配電系統(tǒng)，不受中性點(diǎn)接地形式的影響，特別在饋線具有多分支線路或混合線路情況時(shí)也可以進(jìn)行測距，應(yīng)用廣泛，而且檢測故障的投資成本比較低。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，步驟106具體包括：分別對所述合閘行波和所述重合閘行波進(jìn)行歸一化處理；通過以下公式對歸一化后的合閘行波和歸一化后的重合閘行波進(jìn)行計(jì)算，以確定所述重合于故障疊加行波，

其中，表示所述重合于故障疊加行波，表示所述歸一化后的重合閘行波，表示所述歸一化后的合閘行波。