[实用新型]测距装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力系统继电保护领域，具体而言，涉及一种测距装置。

背景技术

小电流接地系统是指发生单相接地故障时，故障电流较小的系统，具体指中性点不接地、中性点经消弧线圈或者中性点经高电阻接地系统，俗称小电流系统。小电流系统发生单相接地故障，因不构成短路回路，不必快速切除故障线路，停止用户供电。据统计，单相接地故障占整个配电系统所有故障的70％以上。为保证供电可靠性，我国的配电系统通常采用小电流系统。小电流系统发生单相接地故障后，如不能及时消除故障，故障点的故障电弧可能烧毁设备，并引发相间故障，扩大事故，因此我国的电力系统运行规程规定：小电流系统发生单相接地故障允许带电运行两小时，也意味着单相接地故障必须在两小时内清除。要清除故障，必须确定故障位置，检测小电流接地系统单相接地故障位置的方法称为故障测距。但是由于小电流接地系统单相接地不构成明显的短路回路，稳态信号特征不明显，因此，小电流接地系统单相接地故障测距一直是个无法解决的难题。

相关技术中的单相接地测距方法和测距装置提出了基于相电流互感器和零序电流互感器获取的初始电流行波的测距方法，满足了配电线路单相接地故障测距的现场应用要求。然而，由于受最大负荷电流的影响，一方面现场相电流互感器的变比通常较大，不利于电流行波信号的获取；另一方面现场相电流互感器的变比不确定，不利于与零序电流互感器的变比匹配，从而在负荷电流较大的现场所述方法难于应用，有必要寻找一种新方法满足负荷电流较大的现场应用要求。

实用新型内容

本实用新型正是基于上述问题，提出了一种新的应用于小电流接地系统单相接地的故障点的查找技术，可以有效地测量出小电流接地系统单相接地的故障点的位置。

有鉴于此，本实用新型提出了一种测距装置，用于测量小电流接地系统单相接地的故障点的位置，包括：采集单元，在小电流接地系统的出线上设定测量点，实时同步采集电压行波信号，所述出线上发生单相接地故障时，所述电压行波信号中包括经导线与导线传播的故障初始行波和经导线与大地传播的故障初始行波；计算单元，连接至所述采集单元，根据所述电压行波信号计算出所述测量点至所述故障点的距离。在该技术方案中，当发生单相接地故障时，在导线与导线之间传播的行波速度快，先到达测量点；在导线与大地之间传播的行波速度慢，后到达测量点。假定接地时刻为0时刻，在导线与导线之间传播的行波速度为v1，接地发生后，初始行波到达测量点的时刻为t1；在导线与大地之间传播的行波速度为v2，接地发生后，初始行波到达测量点的时刻为t2，假设故障点到测量点的距离为x，则x＝v1*t1，x＝v2*t2由于接地发生时刻未知，只能在测量点获得两类初始行波到达时间差Δt＝t2-t1，因此可推得：x＝v1*v2*Δt/(v1-v2)，也就是说故障距离在经过不同传播路径的行波速度已知和到达时间差确定的情况下，故障距离可测。而在小电流接地系统中，投入运行的线路，线路型号确定，结构确定，不同传播路径的行波速度也一定。因此只要能够准确测量经过不同传播路径的单相接地故障初始行波到达测量点的时间差，即可准确测定故障距离。

在上述技术方案中，优选地，所述采集单元包括电压互感器，所述电压互感器用于检测一相电压行波和开口三角电压行波，实时同步采集所述电压行波，其中，所述一相电压行波中包括所述经导线与导线传播的故障初始行波，所述开口三角电压行波中包括所述经导线与大地传播的故障初始行波。在该技术方案中，当小电流接地系统出线上发生单相接地故障时，故障点将产生沿着线路传播的故障行波。故障行波的传播路径可以是导线与导线之间，也可以导线与大地之间。在导线与导线之间传播的行波速度快，在导线与大地之间传播的行波速度慢。在导线与导线之间传播的行波可以被电压互感器任一相感知，但不能被电压互感器开口三角感知；而在导线与大地之间传播的行波既可以被电压互感器的相感知，也可以被电压互感器开口三角感知。因此，电压互感器任一相既可测量到在导线与导线之间传播的故障初始行波，也可以测量到在导线与大地之间传播的故障初始行波；电压互感器开口三角只可测量到在导线与大地之间传播的故障初始行波。小电流接地系统中普遍安装了电压互感器，并且变比确定。则在单相接地发生后，电压互感器一相测量到的初始行波为在导线与导线之间传播的故障初始行波，电压互感器开口三角测量到的初始行波为在导线与大地之间传播的故障初始行波。因此单相接地发生后，比较电压互感器一相检测到的初始行波与电压互感器开口三角检测到的初始行波时间差即可获得在导线与导线之间传播的故障初始行波与在导线与大地之间传播的故障初始行波到达测量点的时间差。