[发明专利]一种配电网断线故障区间定位方法

权利要求书

1.一种配电网断线故障区间定位方法，其特征在于，包含以下步骤：

步骤1：在配电线路及其分支线路从源端到负荷端按一定长度进行分段，设置故障监测单元以及故障监测集中器；

步骤2：监测线路电流以识别是否发生断路故障；

步骤2中所述监测线路电流以识别是否发生断路故障，具体为：

各故障监测单元持续监测线路A、B、C各相电流i_A(t)、i_B(t)、i_C(t)，当其中某相电流i(t)小于线路泄漏电流I_ε时，可认为所在支路该相实际电流为0，判定为配电线路对应该相发生断路故障，记录该时刻为t₀并执行步骤3对断路故障相进一步分段识别，否则继续执行步骤2持续监测线路各相电流；

步骤3：通过故障监测单元中电场传感器测量并计算电场信号相角偏移；

步骤3中所述通过故障监测单元中电场传感器测量并计算电场信号相角偏移，具体为：

断路故障相中各分段首端的故障监测单元均依照步骤2故障判断条件于t₀时刻同步启动电场信号AD采集；令故障监测单元k记录交变电场相对于时刻t₀起的电场信号的M个AD采样序列E_k(n)＝{E_k1,E_k2,…E_kM},使用快速傅里叶变换(FFT)将E_k(n)转换为频域序列，取基波分量的相角θ_k作为线路工频电场相角偏移值，并发送至故障监测集中器；

步骤4：断路故障分段识别；

步骤4中所述断路故障分段识别，具体为：

故障监测集中器接收断路所在线路相别中的第k故障监测单元上报的电场相角偏移θ_k，k∈[1,N]，计算任意相邻两个故障监测单元k,k-1的电场相角差的绝对值分别为δ_j-1,j：

δ_j-1,j＝|θ_k-θ_k-1|，k∈[2,N]

当相角的差绝对值δ_j-1,j超出设定阈值δ_E时，即可判定端点j-1,j之间的区间为断线故障所在区间。

2.根据权利要求1所述的配电网断线故障区间定位方法，其特征在于：

步骤1中所述设置故障监测单元以及故障监测集中器，具体为：

在配电线路及其分支线路从源端到负荷端按一定长度进行分段，每段的首端分别编号为k，k∈[1,N]，并在相应段首端处A、B、C三相线路分别部署故障监测单元k_a,k_b,k_c，在配电线路或其分支首端一处部署故障监测集中器,形成一个故障监测集中器多个故障监测单元的一对多工作模式。

3.一种运用于权利要求1所述的配电网断线故障区间定位方法的配电网断线故障区间定位系统，其特征在于，包括：多个故障监测单元和故障监测集中器。

4.根据权利要求3所述的配电网断线故障区间定位系统，其特征在于：

所述故障监测单元由：感应取电模块、储能模块、电流传感模块、电场传感模块、故障识别模块、通信模块组成；所述储能模块与所述感应取电模块连接形成供电模块；所述供电模块分别与所述的电流传感模块、电场传感模块、故障识别模块、通信模块连接；所述故障识别模块分别与所述的电流传感模块、电场传感模块、通信模块连接，由所述故障识别模块协调各模块运行；

所述感应取电模块用于获取线路感应电流从而为装置提供电能；

所述储能模块用于断线时持续为模块提供电能；

所述电流传感模块用于获取线路电流信号送给故障识别模块作进一步处理；

所述电场传感模块用于获取线路工频电场信号送给故障识别模块作进一步处理；

所述故障识别模块实现电流和工频电场的信号的AD采集、断路故障的识别以及工频电场相角偏移的计算；

所述通信模块用于与故障检测集中器实现短距无线组网通信，把断路故障识别模块的识别结果以及电场相角偏移传输至故障检测集中器。

5.根据权利要求3所述的配电网断线故障区间定位系统，其特征在于：

所述故障监测集中器由供电模块、断路故障识别模块、远程通信模块、本地通信模块所组成；所述供电模块分别与所述的断路故障识别模块、远程通信模块、本地通信模块连接，为各模块供电；所述断路故障识别模块分别与所述的远程通信模块、本地通信模块连接，由断路故障识别模块协调各模块工作；

所述供电模块为故障监测集中器提供电源；

所述断路故障识别模块用于执行断路故障区间的识别判断；

所述远程通信模块用于将断路故障识别结果传输至控制中心；

所述本地通信模块用于与多个故障监测单元组网，获取故障监测单元上报的电场相角偏移信息。