[发明专利]一种配电网断线故障区间定位方法

说明书

本发明提出了一种配电网断线故障区间定位方法。本发明通过在线路分段部署故障监测单元测量线路电流和线路电场，识别断线所在线路分支和相别；通过在线路及分支首端部署故障监测集中器，收集断线所在线路的故障监测单元传回的电场相位角，比较各相邻监测点电场相角差，识别断线点所在区间，进一步缩小断线查找范围。本发明无需进行复杂的潮流计算和电压测量，仅依据电流和电场进行断线故障识别和区间定位，成本低且现场应用简单可靠。

技术领域

本发明属于电力系统及其自动化中的输配电技术领域，特别是涉及一种配电网断线故障区间定位方法。

背景技术

配电网一般指的是35kV及以下电压等级的电力网络，用于向各类负荷和配变电站供电。由于配电网分布区域广、拓扑较主网复杂、运行环境较为恶劣，并由于其容易受雷击、机械外力作用以及重、过载等影响导致断线，断线后导致停电及次生灾害，故配电网的断线故障需及时抢修。

在现有对电网故障定位的技术中，主要针对的故障类型为接地和短路故障，常见的方法有阻抗法和行波法，而对于断线故障的研究较少。在专利《[CN102707194]一种配电网断线故障定位方法》中主要通过在配电网各节点部署智能体获取电网中各节点的电压、电流和导线应力等信息，通过潮流分析模拟不同节点间断线故障时的电压和潮流特征并建立匹配方法库，与实际发生断线时的电压和潮流特性进行匹配，从而识别断线所在的线路区段。该技术实现了断路故障的节点间区段定位。然而该方法随着配网的运行方式变化、线路改造，规则库需要重新进行制定维护，且需要在各端点部署智能体监测电流、电压和应力信息，对电压的监测需要考虑绝缘问题，成本较大无法大规模部署，因而对于较长的配电分支路，难以进一步缩小故障查找范围。在专利《[CN 106997016]一种低压配电线路断线故障识别方法及装置》中，对预设的两个采样点的三相电流及泄漏电流进行采样和提取幅值和相角，以及电流整定值以判定是否满足三相主干线保护来推断发生断路的相线，从而确定是否需要保护装置动作。该方法可识别分支断线故障，但无法进一步进行定位。

发明内容

针对现有技术的存在无法对断线故障进行小区段定位、部署成本大等不足，本发明提供了一种配电网断线故障区间定位方法及系统，用于实现配电线路断线故障的识别和区间定位。

一种配电网断线故障区间定位方法，利用配电线路在运行时发生断线故障后，所在的线路断线对应相无法形成回路，导致该线路对应相的电流为0，从而准确判断断线故障所在的线路和相别；同时，因断线两侧的线无直接电气连接，通过末端变压器或负荷产生间接电气连接或断开，从而造成断线两侧电压相位差。更进一步，断线两侧线路电压所引起的工频电场也存在相角差，故通过测量线路工频电场，计算其相角偏移，分析各监测点的电场相角差，即可进一步缩小断线点所在区域。

本发明方法所应用的系统的技术方案为一种配电网断线故障区间定位系统，由多个故障监测单元和故障监测集中器组成。

进一步地，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；所述感应取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、通信模块依次连接，为其余各模块供电；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、通信模块依次连接，由故障识别模块协调各模块运行。

作为优选，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；

作为优选，所述储能模块用于断线时持续为模块提供电能；

作为优选，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；

作为优选，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；

作为优选，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；