[发明专利]一种高精度、低成本的配电网故障定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高精度、低成本的配电网故障定位方法，属于电力系统自动化技术领域，适用于3～10kV配电网。

背景技术

故障精确定位的研究一直都是电力系统重要的课题之一。目前，应用于电力系统的比较成熟的测距装置都是针对中性点直接接地系统(110kV及以上)，而对于配电网，由于其结构复杂，馈线故障点定位一直是故障精确定位研究中的难题。

配网自动化是减少故障停电时间、缩小故障停电范围从而提高供电可靠性的重要手段，通常包括故障定位、故障隔离和非故障区域恢复供电。目前我国大力推广普及配网自动化技术，极大地提高了对配网故障的处理效率，对故障的处理也从原来的全人工状态逐渐转入半自动化状态。但是配网自动化实现的故障定位也仅能实现区段定位，考虑到经济效益投入产出最优，一般馈电线路采用三分段模式。然而，对于偏远山区的架空线，可到到30多公里，即使三分段，当故障发生时，故障隔离后，故障定位范围在至少10公里内，范围较大，不利于快速实现故障抢修及复电要求。

目前基于行波原理的配电网故障测距技术有如下缺点：(1)采用理论波速计算距离，当理论波速与实际波速有差异时影响测距精度；(2)采用双端行波定位需要在每个线路末端安装检测装置，由于配电网末端数量巨大，所以需要安装大量的检测装置，经济性差。

本课题重点解决利用最少的检测装置实现故障测距，计算出故障点距离，将故障点确定到300-500m范围以内，进一步提高供电可靠性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种高精度、低成本的配电网故障定位方法。

解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种高精度、低成本的配电网故障定位方法，其特征在于：所述的配电网故障定位方法包括以下步骤：

步骤一，对于配电网中具有不同行波传输速度的多种类型输电线路区段，从每种类型的输电线路区段中选取出至少两个输电线路区段，并分别在选取出的输电线路区段两端安装具有GPS同步时钟的行波检测装置；

步骤二，当配电网发生故障时，用步骤一所述行波检测装置采集配电网非故障输电线路区段两端的线电压和零序电压的突变时刻数据，并用该采集到的数据计算出行波线模分量和行波地模分量分别在每一种类型输电线路区段中的波速；

步骤三，选出至少两个安装在配电网故障输电线路上的所述行波检测装置作为故障定位基点，则配电网故障输电线路的故障点存在于故障定位基点到故障输电线路某一个末端节点的传输路径中，由此，对每一个故障定位基点的每一条传输路径求解以下公式(2)，并基于每一个求解结果从故障输电线路上找出一个待定故障点；

     公式(2)

其中，ΔT＝T₁-T₂为所述故障定位基点的行波线模分量达到时间T₁与行波地模分量达到时间T₂的时间差；n为正整数，所述待定故障点位于由故障定位基点到故障输电线路末端节点的传输路径上的第n个输电线路区段中，x为待定故障点所在输电线路区段靠近于故障定位基点的端部到待定故障点在传输路径上的距离，l₁,…,l_n-1依次为所述传输路径上第1至第n-1个输电线路区段的长度，当n＝1时，x即为所述故障定位基点到待定故障点在传输路径上的距离，当n≥2时，l₁+…+l_n-1+x即为所述故障定位基点到待定故障点在传输路径上的距离，v₁₁,…,v_1n-1依次为所述传输路径上第1至第n-1个输电线路区段的行波线模分量波速，v₀₁,…,v_0n-1依次为所述传输路径上第1至第n-1个输电线路区段的行波地模分量波速；

步骤四，将步骤三中基于同一个故障定位基点所找出的待定故障点归入一个待定故障点集合，在待定故障点允许误差范围内，找出归属于两个或以上待定故障点集合的待定故障点作为交集待定故障点，则该交集待定故障点即为可能的配电网故障输电线路的故障点，归属集合数量越多的交集待定故障点作为配电网故障输电线路的故障点的可能性越大。

为了降低计算量，以提高配电网故障定位的速度，作为本发明的优选方式，所述的步骤一中，从每种类型的输电线路区段中选取出三个输电线路区段，并分别在选取出的输电线路区段两端安装具有GPS同步时钟的行波检测装置。