[发明专利]故障检测和位置确定的设备与方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请是2012年05月11提交的美国专利申请No.13/469,208的延续，并要求该专利的利益，其内容通过引用而并入本文中。

技术领域

本申请涉及故障检测和位置确定系统。

背景技术

电气系统中的故障具有各种不同的类型。比如，永久性故障是系统内物理上总是存在的故障。间歇性故障则是物理上一会儿存在，而另一会儿可能消失的故障。各种方法已被用于仅仅检测永久性故障。

间歇性故障不会产生故障后稳态行为。而是，这些故障在短时的暂态阶段之后还没到达稳状态就快速消失了。事实上，这些故障可能仅持续大约一个周期的时间长度。举例来讲，通常地下绝缘击穿(breakdown)间歇性故障(对于地下线缆而言)或者高架电源线持续不到一个周期，通常是大约1/2周期或更短。这些可能导致永久故障的子周期(sub-cycle)故障，需要在它们发展成永久故障之前对其进行定位。

如上所述，各种方法已经被用于检测和定位永久性故障。不幸的是，这些常规故障定位方法不能用于定位子周期故障。事实上并在大多数情况下，先前的方法仅仅忽略了子周期故障。因而，甚至没有尝试过确定距该子周期间歇性故障的距离。

附图说明

图1包括三相电路的图，包括根据本发明的各种实施方式的、用于确定故障位置的设备；

图2包括根据本发明的各种实施方式的、图1的三相电路的等效电路图；

图3包括根据本发明的各种实施方式的、图2的三相电路的等效电路图；

图4包括根据本发明的各种实施方式的、用于确定故障位置的方法流程图；

图5包括根据本发明的各种实施方式的、用于确定故障位置的设备的框图；

图6包括根据本发明的各种实施方式的、用于确定故障位置的系统和设备的框图。

本领域技术人员可以意识到，附图中的元件以简单和清楚的方式示出，并不是按比例绘制。举例来说，附图中的一些元件的尺寸和/或相对位置相对于其它元件可能被夸大，以便帮助提高对本发明各种实施方式的理解。而且，通常没有示出商业可行的实施方式中的有用的或所需的普通且公知的元件，以利于获得本发明的这些不同的实施方式的足够清楚的视图。进一步应意识到，某些动作和/或步骤可能在时间的特定次序中被描述或被描写，然而，本领域技术人员应理解，实际上并不需要该特定的顺序。还应当理解，除非此处陈述了特殊的意义，否则此处使用的术语和表述具有一般的意义，其同关于所对应的各自的查询和研究领域的该术语和表述相一致。

具体实施方式

在本文所描述的方法中，确定高电容(自身的和相互的)电路中的暂态子周期故障的存在和位置。暂态子周期故障的意思是，故障出现，然后在很短时间之后，通常小于一个周期，还没有到达稳态故障条件时就消失。在某些方面，这些故障出现于地下或海面下的线缆中。在一个示例中，自我清除(self-clearing)子周期故障可以出现在线缆电路中，并且是单相-接地(phase-to-ground：SLG)故障。

在多个实施方式中，确定从测量点到三相电路中的故障间的距离。该测量点位于变电站的输出端，并且该三相电路具有环路电路，该环路电路具有相关联的净故障线电流和地电流。计算环路电路的净故障线电流(当被从测量点处测量时)的导数。通过至少使用净故障电流的导数，来确定距子周期故障的未补偿的距离。对补偿环路电路的地电流有效的补偿因子被配置到公式中。补偿因子被应用于未补偿的距离上，以产生距子周期故障的补偿后的距离。可以在电感单元中测量补偿后的距离。

在其它方面中，可以在测量点处测量环路电路的净故障线电流。如这里所使用的，净故障线电流意味着，在变电站处提供电力的、有故障的电力线的电流元件停用。在一个方法中，在故障期间，通过从所测量的线电流中减去故障前的线电流来确定净故障电流。执行测量的设备可以是布置在变电站处的现有的电力管理系统的一部分。在某些方面中，所测量的净故障线电流通过网络发送给服务器。

仍在其它方面中，可以确定源电感，并且从在变电站后向(looking back)的测量点测量源电感。在一些示例中，根据至少一个电容来确定源电感。

仍在其它方面中，至少基于所确定的源电感来确定故障定位精度。然而还在其它方面中，故障距离被显示给使用者。所计算的距离和精度都被显示给使用者。