[發明專利]一種基于探測電流頻率分析的低壓電力線路故障定位方法

在審

• 申請號: 201710830121.2
• 申請日: 2017-09-15
• 公開（公告）號: CN107589344A
• 公開（公告）日: 2018-01-16
• 發明（設計）人: 王斌;周衛;王曉明
• 申請（專利權）人: 廣西電網有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 南寧東智知識產權代理事務所(特殊普通合伙)45117
• 代理人: 戴燕桃,巢雄輝

技術領域

本發明涉及輸電線路故障測距領域，具體涉及一種基于探測電流頻率分析的低壓電力線路故障定位方法。

背景技術

電力線路（架空線、電纜）是電力系統中最容易發生故障的地方，為了迅速、準確地定位故障點，及時修復故障線路，并提高電力系統的供電可靠性，故障測距承擔著這一重要的任務。

常用的故障測距法主要有阻抗法、行波測距法。阻抗法利用線路在故障的時候，根據在其一側測量到的電壓、電流而計算出故障距離。通常作為保護裝置的一項附加功能，費用較低且便于實現。但是其測量精度較低，且不適用于直流線路。行波測距法是根據行波理論來實現距離的計算，直接利用故障產生的電壓波、電流波在母線和故障點之間的傳播特性來實現故障定位，可分為單端測距和雙端測距，精度較阻抗測距法明顯提高，適用于長距離的線路。但其需要額外專用測量裝置，費用較高。雙端測距法的測距精度還依賴線路兩側的時間同步精度。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供了一種基于探測電流頻率分析的低壓電力線路故障定位方法，具體技術方案如下：

一種基于探測電流頻率分析的低壓電力線路故障定位方法包括以下步驟：

（1）在待測輸電線路一端安裝故障探測裝置，所述故障探測裝置包括電流互感器TA、電感L_d、電容C_d、電容充電回路、第一開關S1、單刀雙擲開關S2；所述單刀雙擲開關S2包括固定端c端、第一動端a端、第二動端b端；所述第一開關S1的一端與待測輸電線路連接，第一開關S1的另一端與電流互感器TA的一端連接，電流互感器TA的另一端與電感L_d的一端連接，電感L_d的另一端與單刀雙擲開關S2的第二動端b端連接，電容C_d的一端與單刀雙擲開關S2的固定端c端連接，電容C_d的另一端與電容充電回路的一端連接并接地，電容充電回路的另一端與單刀雙擲開關S2的第二動端a端連接；

（2）待測輸電線路正常運行時，第一開關S1與待測輸電線路斷開連接，單刀雙擲開關S2的第一動端a端與固定端c端連接，電容充電回路對電容C_d充電；

（3）待測輸電線路發生故障時，第一斷路器QF1、第二斷路器QF2都斷開之后，由線路保護裝置IED控制故障探測裝置的第二開關S2的第二動端b端與固定端c端閉合連接并且第一開關S1閉合并與待測輸電線路連接；故障探測裝置向發生故障的待測輸電線路釋放探測電流信號i_d；

（4）電流互感器TA采集探測電流信號i_d，并輸送給線路保護裝置IED進行分析、計算出故障點至故障探測裝置安裝處的距離。

進一步，所述電容充電回路包括蓄電池和電阻R_d，所述蓄電池與電阻R_d串聯連接。

進一步，所述故障探測裝置還包括控制裝置，所述控制裝置為后臺線路監控計算機或線路保護裝置。

進一步，所述步驟（4）線路保護裝置IED具體的分析、計算步驟包括：

（1）建立模型：建立故障探測裝置與發生故障的待測輸電線路的電路等效模型，所述等效模型為RLC電路模型，建立RLC電路模型的KVL方程，如下：

；

其中，R=R₁+R_f，R₁為待測輸電線路故障點至故障探測裝置安裝處之間的等效電阻，R_f為待測輸電線路故障點的過渡電阻；

L=L₁+L_d，L₁為待測輸電線路故障點至故障探測裝置安裝處之間的等效電感，L_d為故障探測裝置的電感L_d；

C=C_d，C_d為故障探測裝置的電容C_d；

（2）求取探測電流信號（i_d）的電流i_d大小：

；

其中，U₀為故障探測裝置的電容C_d的電壓；p₁、p₂分別為公式的特征根；