[发明专利]基于电压监测的配电线路故障识别装置

说明书

一 技术领域

本发明的技术属于电力系统中配电网络自动化领域，具体属于配电线路在线监测及对多种故障判断、识别并分类，以便及时处理故障，及时恢复电网安全供电。

二 背景技术

我国电力系统迄今为止广泛采取基于线路电流监测的技术来进行配电线路故障监测，其中主要通过三相电流录波合成零序电流，再通过零序电流的多种表征来判断故障、分类故障、推测故障位置；这种技术应用的前提是要求线路正常工作时三相电流对称；这里实际问题就在于配电干线上三相线负荷电流不同、每相线中各段线的电流更是不同、每段线的三相电流在不同瞬时更难平衡，从而使得故障瞬时合成的零序电流是不符合实际的、或曰是不太能准确反映故障的，因为其中含有本来的电流不平衡因素，所以对故障的识别和定位准确性是有局限性的。

而电力系统不同等级的电压稳定都是有标准规范的，是有电压合格率考核的，是电力系统众多工作者积极维护的结果；所以对于线路上故障和外部扰动产生对电压的干扰是很敏感的、有利于区分和发现的，只要科学地对电压监测、智慧地对异常识别，就可以很好地判断故障、定位故障。

三 发明内容

1基于电压监测的配电线路故障识别装置，其特征是：同时采集三相线路的电压，在线路一相或多相出现故障时，装置自动提取故障前后若干个周期的数据，按同步周期分析三相各自的电压状态，确定出三相电压状态的不同组合实际对应不同故障类型，使得本装置可同时识别配电线路不少于以下7种故障：单相接地、单相断线、两相短路、两相短路接地、三相短路、三相短路接地和瞬时干扰性故障。

2识别配电线路不同故障类型时特别确定数据的特点是：线上任一位置单相接地时--接地故障相电压降低接近于0，非接地两相电压升高接近常规的1.73倍；线上任一位置单相断线时--断点之后各点电压突变接近为0，断点往母线端电压不变，非断线相电压不变；线上任一位置二相短路时--短路线电压突变减半，非短路相电压不变；线上任一位置三相短路时--三相电压降低趋近为0；当配电线路故障识别装置监测分析出这些数据特点时即可反推识别出配电线路的故障类型。

3基于电压监测的一个特征是从配电变压器低压侧采集电压，使故障识别时要区别配电高压线故障和低压线故障，区别的方法有二个：一是该故障监测点对应接入配电高压线处，根据线上相邻监测点数据受故障影响程度来判别，数据基本不变时一般是低压线故障，而配电高压线上发生的故障必定影响全线多个监测点，这样邻近监测点之间需要建立一定的通信关系；二是分析该故障监测点从故障发生开始若干个周期电压数据的频谱，频率成分相对高时判定此次故障由低压侧线路引起，频率成分相对低时判定此次故障由高压侧引起。

4本装置在做故障识别时数据处理特征按“故障类别字符串”方法，可使系统面向三相线路大量采集和处理的数据，能识别快速、高效且规范化；该方法在故障数据处理时按数据特点填写字符串、通过识别字符串而确定出故障类型；这里规范化的字符串是：

A相接地字符串EA----A0B3C3、B相接地字符串EB---B0A3C3、C相接地字符串EC----C0A3B3；

A相断线字符串FA----A0B1C1、B相断线字符串FB----B0A1C1、C相断线字符串FC-----C0A1B1；

AB相短路字符串GAB----A2B2C1、BC短路字符串GBC----B2C2A1、AC短路字符串GAC---A2C2B1；

AB相短地字符串HAB----A0B0C1、BC短地字符串HBC----B0C0A1、AC短地字符串HAC---A0C0B1；

ABC三相短路故障字符串IABC----A4B4C4、三相短路接地故障字符串JABC0----A0B0C0。

本系统一反常规不采用基于电流监测的方法，独自采取基于电压监测技术来实现对配电线路不同类型故障的发现和识别。高压配电线路常见故障按故障来源可以划分到以下三个方面：

①10KV线路和相关设备受到实质性冲击或损坏后故障不可自动恢复、需要人工处理方面；

②受到雷击、瞬时接地等外力影响使电压瞬间升高或降低，之后可恢复到原电压状态方面；

③受到用户低压线路由触电、瞬间接地、碰线等影响瞬时电压降低，之后能恢复方面；