[发明专利]面向配网的配电线路故障定位系统

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，具体属于配网配电线路在线监测及对多种故障分类识别并联网确定故障位置，用于辅助电力运行检修技术人员及时发现故障迅速处理故障，促进快速恢复电网安全供电，提高电网供电可靠性。

二 背景技术

电力系统不同等级的电压都是稳定的，因而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，从而有利于区分故障，只要科学地对电压监测、故障识别，就可以很好地判断故障、定位故障。

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后不可自动恢复、需要人工处理方面；

②受到雷击、接地等外力影响使电压瞬间升高或降低，之后恢复到原电压等级方面；

③受到用户低压线路因触电、瞬间接地、碰线等影响而瞬时电压降低之后能恢复方面；

本系统针对第1类型，解决其故障不能恢复而进行监测并实现故障识别、分类、定位，着重解决相线接地、断线、二相短路、三相短路或综合发生等故障识别问题；针对第二类型的可恢复瞬时故障情况，通过故障后同线多监测点继续连续监测数据来分析区别；针对第三类型的低压线路瞬时故障引起的干扰情况，通过故障时同线多点监测的数据来分析区别；

基于电压监测录波的识别技术在配电干线、支线上实施很起作用，但在配线外围与配线直接相连的有两个方面存在难度，针对性的解决办法是：

①变电站配电母线往往同时送出通往不同方向的多条配线，其中一条配线发生故障会通过母线影响到其他配线，这就影响到故障定位；这时注意无故障配线与有故障配线电压分布的不同点采取联合所有这些配线的监测点电压录波数据来识别故障、判断故障位置。

②在配电线路所驱动的低压供电线路上同样有可能发生接地、断线、短路等故障，使得直接影响所监测数据的代表意义，这时监测数据异常不再说明所在变压器原边高压配线故障；故障低压线对应的高压连接点只一个，低压线故障只使这个点电压受到扰动，该相高压线路上邻接监测点及更远的点不受到太大的影响；这时通过比较同条配线多个监测点数据识别出本次故障是什么故障、是由哪里引起的故障。

三 发明内容

1 研究配电变压器的等效电路和运行参数，发现配电变压器对于宽频信号具有低通滤波器频率特性；这样把配电变压器安装在配网高压线与用户低压线之间传输电能时，可以抑制低压线上多种故障或干扰性信号对高压线的影响，同时排除低压线故障对系统高压线故障识别和定位准确性的实际影响。

2 电力变电站通过母线同时驱动多回配电线路向多个方向送出电能，这样某条线路受到某种原因产生的故障会通过母线同时影响到多条线路，这就要排除非故障线路的被动故障对故障线路真故障识别和定位的影响；本系统采取圆满收集这些线路上同时发生的若干故障的数据，加工出它们分别的中心频率和带宽特性，还整理出电压瞬时值特性，抓住真故障点带宽特性完善和电压幅值强烈的特点来确定出故障源。

3 基于故障相不同监测点的剩余电压数据判别故障区段，区别不同故障类别时对应剩余电压具有不同的特点：单相接地故障时，故障点下游各监测点电压相对地低且电压大小基本一致，故障点上游各监测点数据相比较低压侧偏高一些，且往母线端高得更多一些；对于两相短路故障，短路点往下游的监测点电压基本相同且大小约在正常电压的一半左右，而正常相电压基本不变；对于三相短路故障，短路点往下游各监测点三相电压基本相同但电压大小约在0值上方。

4 基于近故障监测点与远故障监测点监测电压的频率特性差异判别故障区段，在频率特性上近故障点的高频特性好于远故障点，且近故障点高频幅值比远故障点相对高一些，这样就可比较确定出故障区段。

5 当某条配电线路上某点发生故障，故障点的电压突变信号沿线传到上游的各点，向下游渐次传到各个监测点，各监测点分别收到监测信号并记下接收时间；根据这些监测点所处的不同位置和不同接收时间系统后台即可联合推算出故障点所在精密位置。设故障点前后各1个监测点分别为J1、J2，则推算出故障点到这两个监测点的距离分别为：S1＝＝(D1--D2+d)/2；S2＝＝(D2--D1+d)/2；

其中D1、D2是在J1、J2两个监测点中测得的距离值，d是已知的J1、J2两个监测点之间的距离。

基于测点所在位置及传送时间推出故障位置，由多个测点位置及多个时间还可验证位置的准确度。

四 附图说明