[發明專利]一種基于雷擊過電壓相位傳變特性的故障定位方法

有效

• 申請號: 202010081978.0
• 申請日: 2020-02-06
• 公開（公告）號: CN111458597B
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發明（設計）人: 劉紅文;張恭源;柴晨超;張揚
• 申請（專利權）人: 云南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: 北京弘權知識產權代理有限公司 11363
• 代理人: 逯長明;許偉群

本發明提供一種基于雷擊過電壓相位傳變特性的故障定位方法，通過在輸配電線路上設置若干個電壓監測傳感器監測輸配電線路的電壓情況，利用信號發生器向輸配電線路中注入脈沖信號，根據各個電壓監測傳感器所監測到雷擊過電壓信號相對于系統工頻電壓每周期的相位變化進行在線測距，當電壓監測傳感器判斷出現雷擊過電壓情況時，將監測到的電壓特征數據上傳至后臺定位主機，再通過雷擊過電壓信號相對于系統工頻電壓的相位傳變特性分析，定位雷擊故障點位置。本發明利用雷擊過電壓相位傳變特性實現雷擊區間和雷擊故障點的定位，定位精度更高、響應速度更快，能夠縮短故障排查時間，減輕運維人員的運維負擔，有效提升電網供電可靠性和智能化供電水平。

技術領域

本發明涉及電力系統輸配電線路雷電定位技術領域，尤其涉及一種基于雷擊過電壓相位傳變特性的故障定位方法。

背景技術

輸電線路作為電網系統的一個重要組成部分，隨著智能電網建設的開展、近年來愈加受到關注與重視。在輸電線路桿塔上裝設各種狀態監測設備是建設智能輸電線路的基礎性工作，目前各地電網建設也將其作為主要的發展方向。

雷電是危害電力系統安全的主要因素之一，雷電對輸電線路安全運行危害極大，常常造成絕緣子閃絡事故，雷擊輸配電線路是造成跳閘的主要原因之一。直擊雷過電壓是雷云直接擊中配電線路、電力塔等電力設備的過電壓形式。出現這種形式的原因是雷云本身極強的電流在借助電力設備傳到地下后，產生落差很大的電壓降，從而出現雷擊過電壓。特別是在山區郊外及交通不便的地區，給日常運維、查找故障增加了不少困難。雷電引起的過電壓，叫做大氣過電壓。這種過電壓危害相當大。大氣過電壓可分為直接雷過電壓和感應雷過電壓兩種基本形式。雷電的電熱效應會產生雷電過電壓，引起擊穿電氣絕緣、絕緣子閃絡、開關跳閘和線路停電現象。另外當雷電發生閃擊時，由于雷電電流的變化速度極快，在雷電流的通道附近會產生一個巨大的感應電磁場，很容易對建筑物內的電力設備造成干擾，從而使周圍的金屬物件產生感應電流，繼而產生大量熱量引起火災等災害。

為了能夠快速定位到配電線路上的雷擊電壓位置，提升供電可靠性，現有技術中已經提出了較多雷擊過電壓的定位方法。

一方面，現有技術公開了一種10kV配電線路雷擊故障識別與定位方法，該方法通過在10kV配電線路中選擇若干個雷擊監測點，在雷擊監測點所在的兩個桿塔之間構建耦合地線，通過仿真方法獲取各個監測點處地線感應電流幅值與雷電流幅值、雷擊點距離的關系，構建定位數據庫；采用高頻電流監測裝置獲取避雷器或耦合地線在雷擊時產生的感應電流，并遠傳到系統后臺；并利用基于雷電電磁信號的雷電定位系統，獲取故障時刻的雷電流幅值；將雷電流幅值導入定位數據庫中，進行雷擊位置模糊定位；根據雷擊模糊定位、開關跳閘情況以及線路防雷性能，進行雷擊故障位置模糊定位。但是該方法需要構建大量的數據庫，操作起來太過復雜，并且對于雷擊故障點的定位也不夠精確。

另一方面，現有技術中也公開了一種基于準確測量電壓的輸電線路雷電故障定位方法，該方法通過獲取輸電線路上待測點的實時電壓波形，根據所測電壓波形來判斷輸電線路上待測點的當前電壓是否為過電壓，如果當前電壓為過電壓，則從所述輸電線路上待測點的兩側分別選取若干個電壓采集點，再根據若干個電壓采集點的電壓值以及位于所測輸電線線路上待測點同側的電壓采集點之間的距離，計算得到輸電線路電壓衰減系數，最后根據所述輸電線路電壓衰減系數以及位于所述輸電線路上待測點兩側的電壓采集點之間的距離，計算后確定輸電線路雷電故障的位置。但是該方法在確定雷擊位置后仍需進行人工測量才能得到線路上各電壓采集點位置間的距離，并未引入在線測距技術，耗時耗力，人力成本過高。

此外，現有技術還公開了一種應用衛星定位導航系統傳送雷擊位置信號的方法，該方法通過將若干已編號的傳感器設于電桿、鐵塔側帶電輸電線路絕緣瓷瓶或帶電避雷器或帶電斷路器或帶電刀閘或帶電配變上，傳感器感應閃電雷擊并產生感應電勢，而傳感器有一信號發送電路，信號發送電路經衛星定位導航系統與終端信號接收設備通訊連接，以確定雷擊位置。但是該方法需經過衛星通訊以確定雷擊位置，因此定位時間存在的誤差及現有通訊水平的限制都會對故障的最終定位造成一定影響，故障定位的精度不夠高。