[发明专利]架空线路智能故障定位处理系统及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及架空线路故障检测及处理技术领域，更具体地，涉及一种采用无线自组网技术，以感应取电技术为核心的适用于架空线路的智能故障定位处理系统，以及基于该系统的定位处理方法。

背景技术

国内的110kV以下的架空配电网络，大多都采用中性点接地、不接地或者经消弧线圈接地的小电流接地系统。此类系统当出现单相接地故障后，可以带故障运行两个小时。而其中，由于架空线路在单相接地故障出现后，瞬间会被消弧线圈补偿，所以特征值不明显，导致现有的故障指示装置的判断准确率变得很低。

工作当中，小电流接地系统的单相接地故障主要有以下几种判据方式。

零序电流法：当零序电流超过设定值时判断为接地故障。

电容电流检测法：当某一线路发生单相接地时，如果电网线路总长度很长，则总的电容电流与每条线路的电容电流相差会很大，依照此原理进行判断。

首半波检测法：该方法基于单相接地故障发生在相电压接近最大值的瞬间这一假设进行。如果接地故障发生在电压零点附近时，其值很小，是检测首半波的死区。而在环形电网中，由于具有电容电流分界点的作用，因此安装在同一线路上不同分界点位置上的故障指示装置，其在接地瞬间的暂态电流和暂态电压的极性是不同的，所以容易告成故障指示器的误动。

五次谐波的检测：当线路发生接地的时候，首先接地相的电压会降低，另外，由于发生接地，架空线和地面之间形成的虚拟电容被击穿，线路中的五次谐波分量会发生变化。如果在一定的时间范围内满足以上这两个条件，则故障指示装置认为线路发生了接地，并产生相应动作，对线路电流的5次谐波采样。当5次谐波突变增大，同时系统电压突变下降，则判断为发生接地。5次谐波的检测实现相对较为简单，所以是现在普遍采用的一种方法，但其准确率并不高，只有60%左右。

市面上现有的架空线路故障指示装置主要分为两种类型，一种是本地指示的故障指示装置，另一种是带通信的故障指示装置。但这两种指示装置都是采用由指示装置进行前端判断故障的方式，因此对相间短路都能准确判断，但是对于单相接地故障，无论采用何种判据方式准确率都显得很低。

其中，本地指示的故障指示装置直接挂在架空线路上，当该线路出现故障时，通过翻牌和闪灯来指示故障，再由维护人员通过目测来寻找故障点。具体的，当某一点出现故障后，从这个故障点到变电站出口方向的故障指示装置全部会将牌翻至红色（晚上闪烁红光），维护人员从变电站方向出发，通过目测一路向下寻找故障点。这种方式在一定程度给寻找故障线路带来了便利，但是每次都要从变电站方向查起，还是比较麻烦，效率显得有限。而且，故障指示装置普遍采用电池单独供电，当电池耗尽后，将无法翻牌，定期需要更换，对成本和管理都是负担。

带通信的故障指示装置，是在故障指示装置上增加通信单元。当发生故障翻牌时，同时通过通信单元发出故障信号，但是由于故障指示装置采用电池单独供电，为保证其使用周期，只能采用极低功耗的短距离通信单元，因此通信距离一般只有10米不到。所以为了能将故障信号发送至变电站，还需要在电杆上安装一个中继设备。中继设备一般采用GSM、GPRS或者3G等运营商网络向变电站发送数据。其中，由于中继设备功耗很大，因此只能采用太阳能供电并配置大容量的蓄电池，导致电杆上除了故障指示装置和中继设备，还需要安装蓄电池等好几种装置，同样影响了成本和管理。

综合上文所述，当前使用的架空线路故障定位系统主要存在以下缺点：

各厂家虽然使用的判据各有不同，但都是采用前端判断的方式，所以都存在单相接地故障判断准确率太低，经常误判的情况。

通信方式采用了运营商的公用网络，给电力的运行数据带来了安全隐患。同时，架空线路很多都在野外，根本没有运营商网络，无法使用，不利于应用和管理。

采用运营商公用网络通信，运营上受制于他人，同时也产生高额的通信费用。

设备主要采用电池供电，寿命不长，同时要严格控制功耗，只有当指示器判断发生故障时，才发出告警，如果出现误判则无法补救，灵活性不足。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题。

本发明的首要目的是提供适用于110kV以下的中性点接地、不接地或经消弧线圈接地的配电架空线路，能够准确检测线路接地、短路故障等状况并给出翻牌和闪灯指示，同时还实现了电网故障的智能定位的架空线路智能故障定位处理系统。

本发明的另一个目的是提供基于上述系统的架空线路智能故障定位处理方法。