專利名稱：用于輸電線路故障測(cè)距和故障定位的電源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電力系統(tǒng)領(lǐng)域，特別涉及一種用于輸電線路故障測(cè)距和故障定位 的電源裝置。
背景技術(shù)：
發(fā)電廠產(chǎn)生的電能，一般是由輸電線路(包括架空線和電力電纜)輸送到用戶的。 當(dāng)輸電線路絕緣損壞時(shí)，為避免故障擴(kuò)大，供電部門通常會(huì)停止故障線路的供電，查找故障 點(diǎn)，更換故障部件，排除故障后恢復(fù)供電。由于輸電線路較長(zhǎng)，停電以后，故障現(xiàn)象也隨即 消失，人工查找故障點(diǎn)比較困難而且費(fèi)時(shí)較長(zhǎng)。所以，在電網(wǎng)停電以后，用人工方式重現(xiàn)故 障狀態(tài)，計(jì)算故障距離，對(duì)故障追蹤定位，縮短故障排除時(shí)間，提高電網(wǎng)供電質(zhì)量，有重要意 義。中國(guó)專利0327U99. 5提出了一種“直流開路，交流尋蹤”的方法。故障線路停電 后，利用高壓直流發(fā)生器將故障點(diǎn)重新?lián)舸?，再注入交流信?hào)，用探測(cè)器沿線路尋蹤，直至 找到故障點(diǎn)。實(shí)際上，僅有高的電壓是不夠的，沒有足夠的電流支撐，被擊穿的故障點(diǎn)很 快又回復(fù)到高阻狀態(tài)，交流信號(hào)無(wú)法注入。以10千伏線路為例，重新?lián)舸┕收宵c(diǎn)通常需要 15000伏高壓，維持故障狀態(tài)約需要5安電流。按傳統(tǒng)方法設(shè)計(jì)，高壓直流發(fā)生器容量將達(dá) 到75千瓦。若用于更高電壓等級(jí)的線路，高壓直流發(fā)生器功率容量將更大，成本也更高， 工程上難于實(shí)現(xiàn)。另一方面，當(dāng)故障點(diǎn)重新?lián)舸r(shí)，其等效負(fù)載阻抗突然大幅度下降，會(huì)對(duì) 高壓直流發(fā)生器造成很大的沖擊。傳統(tǒng)方法設(shè)計(jì)的高壓直流發(fā)生器，將難于承受沖擊而損 壞。。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種用于輸電線路故障測(cè)距和故障定位的 電源裝置。一種用于輸電線路故障測(cè)距和故障定位的電源裝置，由兩個(gè)或兩個(gè)以上的小功率 直流電流發(fā)生器組合而成，各個(gè)小功率直流電流發(fā)生器的參數(shù)配備不同有的能輸出高電 壓，但輸出電流較??；有的能輸出大電流，但輸出電壓較低，組合方式可以是串聯(lián)方式、并聯(lián) 方式或混合聯(lián)接方式，各個(gè)小功率直流電流發(fā)生器根據(jù)不同的工作狀態(tài)分時(shí)輪換工作。引發(fā)線路故障通常需要很高的電壓，故障發(fā)生后，維持穩(wěn)定的故障狀態(tài)，需要較大 的電流，相應(yīng)的電壓卻很低。根據(jù)線路故障的這一特點(diǎn)，可以將傳統(tǒng)的高壓直流發(fā)生器分成 兩個(gè)或兩個(gè)以上的小功率電流發(fā)生器，這些小功率電流發(fā)生器的性能各不相同有的用于 產(chǎn)生高電壓，但輸出電流較小，其作用是用高電壓引發(fā)線路故障；有的用于產(chǎn)生大電流，但 輸出電壓較低，其作用是用大電流維持穩(wěn)定的故障狀態(tài)。這樣的多個(gè)小功率電流發(fā)生器按 一定的方式連接在一起，既能產(chǎn)生很高的電壓，重新?lián)舸┕收宵c(diǎn)，又能提供較大的電流，維 持穩(wěn)定的故障狀態(tài)，為故障點(diǎn)測(cè)距和故障點(diǎn)尋蹤定位創(chuàng)造條件。以10千伏線路為例，可設(shè) 計(jì)兩個(gè)小功率電流發(fā)生器。一個(gè)小功率電流發(fā)生器的基本指標(biāo)設(shè)計(jì)為電壓15000伏，電流0. 5安，容量為7. 5千瓦，該小功率電流發(fā)生器可簡(jiǎn)稱為高壓小電流發(fā)生器；另一個(gè)小功率 電流發(fā)生器的基本指標(biāo)設(shè)定為電壓1500伏，電流5安，容量為7. 5千瓦，該小功率電流發(fā) 生器可簡(jiǎn)稱為低壓大電流發(fā)生器；兩個(gè)小功率電流發(fā)生器組合在一起，滿足引發(fā)和維持線 路故障的條件，總?cè)萘恐挥?5千瓦，比用單一的高壓直流發(fā)生器容量要小得多，工程上更 容易實(shí)現(xiàn)。由于各個(gè)小功率電流發(fā)生器的作用不同，在實(shí)際工作過(guò)程中，它們的投運(yùn)時(shí)間可 以各不相同。例如，當(dāng)線路故障未被引發(fā)時(shí)，投運(yùn)高壓小電流發(fā)生器，低壓大電流發(fā)生器暫 停工作。當(dāng)線路故障被引發(fā)后，投運(yùn)低壓大電流發(fā)生器，高壓小電流發(fā)生器暫停工作。只要 轉(zhuǎn)換速度足夠快，就能維持穩(wěn)定的故障狀態(tài)。由于兩個(gè)小功率電流發(fā)生器輪換工作，實(shí)際消 耗的最大功率只有7. 5千瓦。更進(jìn)一步，由于兩個(gè)小功率電流發(fā)生器輪換工作，在電路設(shè)計(jì) 上，可以共用控制電路和部分功率電路，進(jìn)一步簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì)，降低成本。高壓直流電流的產(chǎn)生，通常先用變壓器將電壓較低的交流電壓升高，然后用二極 管整流電路或倍壓電路將交流變?yōu)橹绷?。只要參?shù)合適，多個(gè)不同電壓等級(jí)的整流電路可 以直接(或者用二極管作隔離元件)并聯(lián)在一起，也可以直接串聯(lián)在一起。多個(gè)小功率直 流電流發(fā)生器組合在一起后，用轉(zhuǎn)換開關(guān)(包括機(jī)械開關(guān)或電子開關(guān))進(jìn)行切換，可實(shí)現(xiàn)各 個(gè)小功率直流電流發(fā)生器分時(shí)輪換工作。轉(zhuǎn)換開關(guān)的安裝位置可以在變壓器的低壓側(cè)，也 可以在高壓側(cè)。由于高壓轉(zhuǎn)換開關(guān)的成本相對(duì)較高，通常選擇在低壓側(cè)安裝轉(zhuǎn)換開關(guān)。電源裝置必須能耐受負(fù)載阻抗突變的沖擊，實(shí)驗(yàn)表明，用直流斬波恒流電路和逆 變電路組合在一起，能很好的解決沖擊問題。輸電線路在擊穿之前，會(huì)有一定的泄漏電流，為確保故障點(diǎn)能重新?lián)舸?，并能維持 足夠的時(shí)間，以便順利地切換到低壓大電流工作狀態(tài)，高壓小電流發(fā)生器的輸出電流應(yīng)大 于100毫安。低壓大電流發(fā)生器的輸出電流越大，越能維持穩(wěn)定的故障狀態(tài)，通常設(shè)定輸出電 流大于1安。為得到更多的線路故障信息，通常需要在直流電流上疊加一個(gè)或數(shù)個(gè)特定頻率的 交流信號(hào)。此時(shí)，只要在低壓大電流發(fā)生器的電流控制回路中的任何一個(gè)環(huán)節(jié)，特別是在電 流給定直流量上，疊加特定頻率的交流分量，可使輸出的直流電流中包含有特定頻率的交 流電流分量。通過(guò)測(cè)量線路中的交流電流和交流電壓分量，可以計(jì)算故障距離和沿線尋蹤 定位，也可以設(shè)計(jì)兩個(gè)以上的小功率電流發(fā)生器，設(shè)計(jì)的小功率電流發(fā)生器越多，各個(gè) 小功率電流發(fā)生器的指標(biāo)設(shè)定就可以越細(xì)，所需的最大功率消耗就越低，缺點(diǎn)是導(dǎo)致電路 設(shè)計(jì)變得復(fù)雜。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖，采用電子開關(guān)轉(zhuǎn)換。圖中，功率開關(guān) 管Q0、電抗器L及其他相應(yīng)的電子元件組成直流斬波恒流電路，保證后續(xù)電路的工作電流穩(wěn)定，即使在負(fù)載突然短路的情況下，工作電流也不會(huì)超過(guò)額定的數(shù)值。六個(gè)功率開關(guān)管 Q1-Q6組成兩個(gè)分時(shí)輪換工作的逆變電路。當(dāng)Q3、Q4、Q5和Q6工作時(shí)，Ql和Q2截止，變壓 器Tl工作，經(jīng)過(guò)整流電路后，最大輸出電壓15000V，最大輸出電流0. 5A，用于重新?lián)舸┕收?點(diǎn)。當(dāng)Ql、Q2、Q3和Q4工作時(shí)，Q5和Q6截止，變壓器T2工作，經(jīng)過(guò)整流電路后，最大輸出 電壓1500V，最大輸出電流5A，用于維持穩(wěn)定的故障狀態(tài)。輸出電路組合為并聯(lián)方式，二極 管Dl起隔離作用，防止高壓電壓傳到低壓電路，通常是由多個(gè)二極管串聯(lián)而成。 圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖，采用機(jī)械開關(guān)轉(zhuǎn)換。圖中，功率開關(guān) 管Q0、電抗器L及其他相應(yīng)的電子元件組成直流斬波恒流電路，保證后續(xù)電路的工作電流 穩(wěn)定，即使在負(fù)載突然短路的情況下，工作電流也不會(huì)超過(guò)額定的數(shù)值。4個(gè)功率開關(guān)管 Q1-Q4組成一個(gè)全橋逆變電路。繼電器Kl完成高壓小電流和低壓大電流工作狀態(tài)切換。當(dāng) 繼電器Kl連接到變壓器Tl時(shí)，電路最大輸出電壓15000V，最大輸出電流0. 5A，用于重新?lián)?穿故障點(diǎn)。當(dāng)繼電器Kl連接到變壓器T2時(shí)，電路最大輸出電壓1500V，最大輸出電流5A， 用于維持穩(wěn)定的故障狀態(tài)。電路組合為并聯(lián)方式，二極管Dl起隔離作用，防止高壓電壓傳 到低壓電路，通常是由多個(gè)二極管串聯(lián)而成。
權(quán)利要求1.一種用于輸電線路故障測(cè)距和故障定位的電源裝置，由兩個(gè)或兩個(gè)以上的小功率直 流電流發(fā)生器組合而成，其特征是各個(gè)小功率直流電流發(fā)生器的參數(shù)配備不同，各個(gè)小功 率直流電流發(fā)生器根據(jù)不同的工作狀態(tài)分時(shí)輪換工作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于輸電線路故障測(cè)距和故障定位的電源裝置，其特征是 用轉(zhuǎn)換開關(guān)進(jìn)行切換，實(shí)現(xiàn)各個(gè)小功率直流電流發(fā)生器分時(shí)輪換工作。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于輸電線路故障測(cè)距和故障定位的電源裝置，其特征 是用直流斬波恒流電路和逆變電路組合在一起。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于輸電線路故障測(cè)距和故障定位的電源裝置，其特征 是高壓小電流發(fā)生器的輸出電流大于100毫安，低壓大電流發(fā)生器的輸出電流大于1安。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于輸電線路故障測(cè)距和故障定位的電源裝置，其特征 是在低壓大電流發(fā)生器的電流控制回路中的任何一個(gè)環(huán)節(jié)，特別是在電流給定直流量上， 疊加特定頻率的交流分量，使輸出的直流電流中包含有特定頻率的交流電流分量。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于輸電線路故障測(cè)距和故障定位的電源裝置，屬于電力系統(tǒng)領(lǐng)域。用兩個(gè)或兩個(gè)以上的小功率電流發(fā)生器，組合成一個(gè)高電壓直流電流發(fā)生器，各小功率電流發(fā)生器通過(guò)轉(zhuǎn)換開關(guān)分時(shí)輪換工作，有的產(chǎn)生足夠高的電壓，重新?lián)舸┚€路故障點(diǎn)，有的輸出足夠大的電流維持穩(wěn)定的故障狀態(tài)，為故障測(cè)距和故障尋蹤定位創(chuàng)造條件。和傳統(tǒng)技術(shù)相比，本實(shí)用新型功率容量小，耗電省，可靠性高，容易實(shí)現(xiàn)和制造。
文檔編號(hào)G01R31/08GK201898373SQ20102053958
公開日2011年7月13日 申請(qǐng)日期2010年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月25日
發(fā)明者黃洪全 申請(qǐng)人:黃洪全