[發明專利]基于故障點與監測點距離的配電網故障定位方法

在審

• 申請號: 201711185214.0
• 申請日: 2017-11-23
• 公開（公告）號: CN107884682A
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發明（設計）人: 張健;韓蓬;王坤;代二剛;康文文;李森;楊鳳文;宋士瞻;王傳勇
• 申請（專利權）人: 國網山東省電力公司棗莊供電公司;國家電網公司
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所37218
• 代理人: 姚紅霞

技術領域

本發明涉及一種基于故障點與監測點距離的配電網故障定位方法，屬于電網監測領域。

背景技術

配電網分支眾多，結構復雜，易發生故障。為了快速隔離故障，恢復系統正常運行，需要快速準確地實現配電網故障定位，國內外研究學者對此做了大量研究。

目前，國內外對故障定位技術的研究大致可分為3 類：1）行波法。需要安裝精確測量裝置測量故障行波到達測量裝置所用的時間以實現故障測距。配電網結構復雜，混合線路接頭處，線路分支處和負荷處均為波阻抗不連續點，因而測距困難，且設備投入費用昂貴，因此該方法在配網中實現比較困難。2）基于多點測量的電流判別法。該類方法主要采用矩陣算法和人工智能法，借助于配電網饋線終端測量裝置監測到的電流信息，通過綜合分析實現配網故障區段定位。此類方法投資大，需要在配網中裝設多個監測裝置，而現今只有配網自動化水平較高的區域具備這種監測條件，低壓配電網能測得的數據數量有限，使得此類方法的應用具有很大局限性，且此類方法只能實現故障區段定位，不能確定具體故障位置。3）阻抗法。根據故障回路阻抗和故障距離成正比的原理，實現故障定位，阻抗法原理簡單，投資少，但不適合應用于結構復雜的配電網中。

考慮線路不同點發生故障在監測點測得的電壓暫降數據不同，利用最小二乘法曲線擬合確定故障距離分布函數以實現故障測距，模擬仿真線路某幾個點發生故障，根據監測點測得的相應電壓暫降數據擬合出故障距離分布函數，但根據曲線擬合得到的分布函數計算故障距離會比與根據實際配網拓撲結構得到的分布函數計算故障距離誤差大。

發明內容

本發明提供一種基于故障點與監測點距離的配電網故障定位方法，解決配電網故障定位問題。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

基于故障點與監測點距離的配電網故障定位方法，

在已有電網中建立監測點，通過仿真模擬電網中各節點處分別發生故障，并采集監測點處的電壓暫降數據，將上述數據存儲建立數據庫作為節點故障比對數據；

電網故障發生時，監測點處采集故障相的電壓暫降幅值和相位跳變，并將上述電壓暫降幅值和相位跳變與上述節點故障比對數據進行比對，確定故障區段和相應故障區段的過渡電阻范圍；

故障區段確定后，根據監測點采集到的故障后三相中故障相的電壓電流和三相中故障相的故障距離分布函數確定故障點距離。

作為優選，所述監測點采集的數據包括每相電壓和每相的注入電流。

作為進一步的優選，故障距離分布函數如下，

，

其中，Uka 為故障后監測點 k 處測得的A 相電壓；Ika、Ikb、Ikc 分別為故障后變電站端A、B、C 三相的注入電流；Jkaka、Jkakb、Jkakc 代表阻抗矩陣J 中k 點A 相的自阻抗、AB 相的互阻抗、AC 相的互阻抗；

故障點處節點阻抗和故障距離的關系函數，

Zkf、Zkq、Zkp、Zpq 分別為阻抗矩陣Z 中節點k、f、p、q 間的互阻抗，k節點為監測節點，方節點為故障節點，p節點為其中一個支路節點，q另一支路節點；Zff、Zpp、Zqq 代表節點f、p、q 的自阻抗，Zpq 代表線路p-q 段的阻抗；

故障相每相的故障距離分布函數實部及虛部方程確定的故障距離為

dmr、dmi 分別為根據m 相的分布函數實部、虛部方程計算出的故障距離，m=1,2,3 分別表示A、B、C 三相；

最終的故障距離d，

故障相為一相，n 為1，故障相為兩相，n 為2，故障相為三相，n 為3。