[发明专利]一种基于雷击过电压陡度传变特性的故障定位方法

说明书

本发明提供一种基于雷击过电压陡度传变特性的故障定位方法，在线路上设置电压监测传感器，向线路某处注入电压信号，找出该位置相邻两侧区间的端点处，计算注入电压信号该位置两侧区间内传播的陡度衰减系数；出现雷击过电压时，找出最大雷击过电压波头陡度及相应的位置，并分别计算该位置两侧区间内雷击过电压信号传播的陡度衰减系数；根据雷击故障前后所得陡度衰减系数，判断雷击点的区段；计算所述雷击点到其两侧电压监测传感器的距离，判断所述雷击点的精确位置。本发明利用一定时间间隔内雷击过电压陡度的变化以及雷击故障前后的陡度衰减系数变化，能够准确、快速地定位线路上的雷击故障位置，降低了运维作业人员的工作量，提升了供电可靠性。

技术领域

本发明涉及电力系统输配电线路雷电定位技术领域，尤其涉及一种基于雷击过电压陡度传变特性的故障定位方法。

背景技术

输电线路作为电网系统的一个重要组成部分，随着智能电网建设的开展、近年来愈加受到关注与重视。在输电线路杆塔上装设各种状态监测设备是建设智能输电线路的基础性工作，目前各地电网建设也将其作为主要的发展方向。

雷电是危害电力系统安全的主要因素之一，雷电对输电线路安全运行危害极大，常常造成绝缘子闪络事故，雷击输配电线路是造成跳闸的主要原因之一。直击雷过电压是雷云直接击中配电线路、电力塔等电力设备的过电压形式。出现这种形式的原因是雷云本身极强的电流在借助电力设备传到地下后，产生落差很大的电压降，从而出现雷击过电压。特别是在山区郊外及交通不便的地区，给日常运维、查找故障增加了不少困难。雷电引起的过电压，叫做大气过电压。这种过电压危害相当大。大气过电压可分为直接雷过电压和感应雷过电压两种基本形式。雷电的电热效应会产生雷电过电压，引起击穿电气绝缘、绝缘子闪络、开关跳闸和线路停电现象。另外当雷电发生闪击时，由于雷电电流的变化速度极快，在雷电流的通道附近会产生一个巨大的感应电磁场，很容易对建筑物内的电力设备造成干扰，从而使周围的金属物件产生感应电流，继而产生大量热量引起火灾等灾害。

为了能够快速定位到配电线路上的雷击电压位置，提升供电可靠性，现有技术中已经提出了较多雷击过电压的定位方法。

一方面，现有技术公开了一种10kV配电线路雷击故障识别与定位方法，该方法通过在10kV配电线路中选择若干个雷击监测点，在雷击监测点所在的两个杆塔之间构建耦合地线，通过仿真方法获取各个监测点处地线感应电流幅值与雷电流幅值、雷击点距离的关系，构建定位数据库；采用高频电流监测装置获取避雷器或耦合地线在雷击时产生的感应电流，并远传到系统后台；并利用基于雷电电磁信号的雷电定位系统，获取故障时刻的雷电流幅值；将雷电流幅值导入定位数据库中，进行雷击位置模糊定位；根据雷击模糊定位、开关跳闸情况以及线路防雷性能，进行雷击故障位置模糊定位。但是该方法需要构建大量的数据库，操作起来太过复杂，并且对于雷击故障点的定位也不够精确。

另一方面，现有技术中也公开了一种基于准确测量电压的输电线路雷电故障定位方法，该方法通过获取输电线路上待测点的实时电压波形，根据所测电压波形来判断输电线路上待测点的当前电压是否为过电压，如果当前电压为过电压，则从所述输电线路上待测点的两侧分别选取若干个电压采集点，再根据若干个电压采集点的电压值以及位于所测输电线线路上待测点同侧的电压采集点之间的距离，计算得到输电线路电压衰减系数，最后根据所述输电线路电压衰减系数以及位于所述输电线路上待测点两侧的电压采集点之间的距离，计算后确定输电线路雷电故障的位置。但是该方法在确定雷击位置后仍需进行人工测量才能得到线路上各电压采集点位置间的距离，并未引入在线测距技术，耗时耗力，人力成本过高。

此外，现有技术还公开了一种应用卫星定位导航系统传送雷击位置信号的方法，该方法通过将若干已编号的传感器设于电杆、铁塔侧带电输电线路绝缘瓷瓶或带电避雷器或带电断路器或带电刀闸或带电配变上，传感器感应闪电雷击并产生感应电势，而传感器有一信号发送电路，信号发送电路经卫星定位导航系统与终端信号接收设备通讯连接，以确定雷击位置。但是该方法需经过卫星通讯以确定雷击位置，因此定位时间存在的误差及现有通讯水平的限制都会对故障的最终定位造成一定影响，故障定位的精度不够高。