[發明專利]一種配電網相間短路故障區段定位及測距的方法

在審

• 申請號: 202210136630.6
• 申請日: 2022-02-15
• 公開（公告）號: CN114487712A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 薛晨;李娟;王升波;宋亮亮;崔恵;莊舒儀;劉晨;陳艷;吳佳佳
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力有限公司揚州供電分公司;國網江蘇省電力有限公司電力科學研究院;國網江蘇省電力有限公司
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 揚州市蘇為知識產權代理事務所(普通合伙) 32283
• 代理人: 葛軍

一種配電網相間短路故障區段定位及測距的方法。涉及配電網故障檢測技術領域，具體涉及一種利用線電壓分布特征的配電網相間短路故障區段定位及測距方法。利用配電網自動化系統的配電終端，獲取配電線路發生相間短路故障時，故障線路的實時工頻線電壓幅值信息，并選取各終端所獲得3個線電壓幅值中最小的一個作為該終端的最小線電壓；按照從母線到線路末端的方向，相鄰兩終端的最小線電壓依次作差并取絕對值，得到以相鄰兩終端為區段的各區段線電壓降落；本發明的工頻線電壓分布曲線基于擬制的直線線路，受線路結構的影響較小，其基于故障機理分析得到，因而具有更高的定位可信度。

技術領域

本發明涉及配電網故障檢測技術領域，具體涉及一種利用線電壓分布特征的配電網相間短路故障區段定位及測距方法。

背景技術

配電網故障中，相間短路故障由于故障電流大、故障條件惡劣，對系統穩定性、線路絕緣的影響較大。相間短路故障往往切除較快，以減少其對系統的影響。故障切除后，需要及時尋找故障點位置，并進行修復，以盡快恢復供電，較少停電時間。配電網相間短路故障定位技術是提高故障點查找速度、減少運維檢修時間、提高供電可靠性的關鍵。

根據定位精度，現有的配電網相間短路故障定位技術，可分為故障區段定位技術和故障測距技術兩種。

故障區段定位技術通過比較電氣量相位、幅值等，判斷故障點所在區段，從而快速、準確切除故障。故障區段定位技術縮小了故障查找范圍和故障切除范圍，但故障點具體位置依然依賴人工巡線查找，人工巡線是影響進一步提高故障查找與修復速度的關鍵因素。

故障測距技術在保留故障區段定位的優勢的前提下，克服了其不足之處。故障區段定位技術通過相關技術手段，判斷故障點的具體位置(如故障點到終端距離)，使故障查找范圍進一步減小。隨著用戶對供電可靠性要求的不斷提高，現場對故障測距技術的需求較為強烈，但由于配電網線路參數不均勻、運行方式復雜等原因，故障測距技術的開發較為困難。由于配電網的線路較短、投資較少，因此故障測距技術的實現需要同時考慮測距精度和測距經濟性，現有的故障測距技術難以兼顧經濟性和測距精度兩方面的需求，測距精度高的方法投資較大，投資較少的技術又往往測距精度不高。

目前，配電網相間短路故障測距方法主要有行波法、阻抗法和人工智能法。

行波法分為單端法和雙端法，兩種方法都需要增加高精度測距裝置，其中雙端法對裝置的要求尤其高，行波法利用故障暫態行波的傳送性質進行測距，不受系統運行方式、過渡電阻等因素影響，測距精度高，但配電線路結構復雜、分支眾多，難以解決故障波頭的識別及混和線路波阻抗變化的問題。同時配電網線路距離短，需要多套行波檢測設備，經濟成本較高，故行波法難以適用于配電網。

阻抗法也分為單端法和雙端法兩種方法，阻抗法利用故障后的電壓、電流信息來計算故障回路的阻抗，根據線路長度與阻抗的比例關系進行故障測距，其原理簡單可靠，具有良好的穩定性，但阻抗法易受到故障的過渡電阻、線路不完全對稱等因素的影響，計算結果誤差較大，在實際應用中效果不夠理想。

人工智能法是基于數據積累、算法鍛煉的一種全新的故障測距方法，其脫離了電力系統的故障機理分析，利用大量的故障歷史數據，通過智能算法，構建故障信息與故障點位置的關聯關系。人工智能法的實現需要大量的歷史數據，且對于不同線路不具有普適性，因此難以推廣應用；由于人工智能法脫離了故障原理分析，測距結果存在隨機偏差，使得測距的可靠性降低；人工智能法目前主要停留在理論研究層面，鮮見實際應用報道。

現有的配電網自動化系統中的配電終端，能夠檢測線路的實時故障數據，并上傳到主站平臺，如果能夠充分挖掘這些數據的潛能，使其應用在故障區段定位和故障測距技術中，采用遞進的方式提高測距精度，則可以在不增加新設備的基礎上，滿足故障測距需求，即保證了經濟性，又具有應用價值。

發明內容