專利名稱：配電網(wǎng)線路故障定位方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及線路故障定位技術(shù)，特別是涉及一種配電網(wǎng)線路故障定位方法。
背景技術(shù)：
配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式主要有非有效直接接地系統(tǒng)。其中，非有效接地主要包括經(jīng)消弧線圈的接地方式。因此，經(jīng)消弧線圈接地方式的配電網(wǎng)故障診斷與定位技術(shù)越顯重要。故障診斷技術(shù)主要分為兩大類故障選線與故障定位。所謂“故障選線”指故障發(fā)生后，在同一母線的眾多出線中選出實(shí)際發(fā)生故障的線路?！肮收隙ㄎ弧笔侵腹收习l(fā)生后，指出發(fā)生故障的具體地點(diǎn)或某一區(qū)段，以方便進(jìn)行故障搶修。目前，故障定位技術(shù)根據(jù)工作方式主要分為信號(hào)注入法、行波法以及突變量法。信號(hào)注入法是指在故障發(fā)生后，通過利用額外的相關(guān)信號(hào)產(chǎn)生設(shè)備，主動(dòng)向配電網(wǎng)母線主動(dòng)注入故障檢測信號(hào)，依靠掛接在線路上面的故障指示器檢測該注入信號(hào)，從而判斷故障點(diǎn)所發(fā)生的區(qū)段。在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，注入的故障檢測信號(hào)容易受到配電網(wǎng)線路的復(fù)雜程度的影響，例如，當(dāng)線路長度較長時(shí)，由于所注入的信號(hào)衰減較大，并不能保證整條線路都有注入的故障檢測信號(hào)通過，導(dǎo)致無法檢測到故障檢測信號(hào)。又如，在線路負(fù)荷較復(fù)雜、諧波分量較多時(shí)，所注入的故障檢測信號(hào)容易受到諧波或其他波形干擾，也會(huì)導(dǎo)致無法檢測到故障檢測信號(hào)?；谏鲜鋈毕?，現(xiàn)有的故障定位技術(shù)在故障定位過程中，需要配備額外的信號(hào)產(chǎn)生設(shè)備，輸出相應(yīng)的故障檢測信號(hào)，故障定位成本較高，而且，也容易受到配電網(wǎng)復(fù)雜線路的影響，準(zhǔn)確度較低。

發(fā)明內(nèi)容
基于此，有必要針對現(xiàn)有的故障定位技術(shù)定位的準(zhǔn)確度低、成本高的問題，提供一種配電網(wǎng)線路故障定位方法。一種配電網(wǎng)線路故障定位方法，包括如下步驟在接地故障發(fā)生后控制消弧線圈產(chǎn)生設(shè)定特征參數(shù)的電流檢測信號(hào)；對單相線路上檢測點(diǎn)處的電流信號(hào)進(jìn)行檢測；根據(jù)所述設(shè)定特征參數(shù)判斷出接收到所述電流檢測信號(hào)的檢測點(diǎn)；根據(jù)所述判斷的檢測點(diǎn)的位置信息獲取故障點(diǎn)區(qū)段。上述配電網(wǎng)線路故障定位方法，在接地故障發(fā)生后通過控制連接在線路上的消弧線圈產(chǎn)生自定義特征的電流檢測信號(hào)，然后在設(shè)于線路上的檢測點(diǎn)檢測這些電流檢測信號(hào)，根據(jù)接收到該電流檢測信號(hào)的檢測點(diǎn)的位置確定故障點(diǎn)區(qū)段；在故障定位過程中，無需額外配備專用的信號(hào)發(fā)生設(shè)備，成本低，根據(jù)自定義的特征來識(shí)別電流檢測信號(hào)，避免了受到配電網(wǎng)線路的復(fù)雜程度的影響，可辨性高，故障定位的準(zhǔn)確性高。


圖1為一個(gè)實(shí)施例的配電網(wǎng)線路故障定位方法流程圖2為消弧線圈補(bǔ)償系數(shù)控制原理示意圖3為消弧線圈補(bǔ)償系數(shù)的控制時(shí)序圖4為傳感器安裝示意圖5為電流信號(hào)傳輸示意圖6為故障區(qū)段定位示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的配電網(wǎng)線路故障定位方法的具體實(shí)施方式
作詳細(xì)描述。圖1示出了一個(gè)實(shí)施例的配電網(wǎng)線路故障定位方法流程圖，主要包括如下步驟步驟S10 :在接地故障發(fā)生后控制消弧線圈產(chǎn)生設(shè)定特征參數(shù)的電流檢測信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，步驟S10的過程主要包括如下步驟步驟S101，在配變電站母線端檢測各相單相線路的接地故障狀態(tài)；具體地，在配 變電站母線端檢測各相單相線路是否發(fā)生永久性單相接地故障。步驟S102，當(dāng)檢測到所述單相線路發(fā)生接地故障時(shí)，控制消弧線圈的補(bǔ)償系數(shù)使 其產(chǎn)生設(shè)定特征參數(shù)的電流檢測信號(hào)。優(yōu)選的，該設(shè)定的特征參數(shù)為周期特征參數(shù)。具體地，通過周期性地改變消弧線圈補(bǔ)償系數(shù)的方式，即可改變消弧線圈產(chǎn)生 的補(bǔ)償電流L由于消弧線圈基于變壓器原理實(shí)現(xiàn)，因此，可以通過控制反向并聯(lián)可控硅 (SCR)的開關(guān)時(shí)序來控制二次側(cè)電流，如圖2所示，圖2為消弧線圈補(bǔ)償系數(shù)控制原理示意 圖，通過改變補(bǔ)償系數(shù)從而控制消弧線圈一次側(cè)電流，使得消弧線圈產(chǎn)生自定義的周期性 特征的補(bǔ)償電流k。消弧線圈補(bǔ)償系數(shù)的一個(gè)控制時(shí)序可以如圖3所示，在周波時(shí)鐘信號(hào) 中，每2個(gè)周波(一個(gè)周波為20ms)改變一次補(bǔ)償系數(shù)，每次持續(xù)2個(gè)周波，即得到周期信 號(hào)。步驟S103，將所述電流檢測信號(hào)輸入所連接的單相線路。具體地，通過消弧線圈主動(dòng)產(chǎn)生的補(bǔ)償電流Iy通過消弧線圈一次側(cè)將補(bǔ)償電流 込輸入所連接的配電網(wǎng)的各單相線路，使得單相線路產(chǎn)生電流檢測信號(hào)AI，AI=I^I。，其 中I。為對地故障電容電流。根據(jù)變壓器原理，改變消弧線圈的補(bǔ)償系數(shù)可以在一次側(cè)產(chǎn)生 較大的補(bǔ)償電流L從而在配電網(wǎng)的各單相線路上得到較大的電流檢測信號(hào)A I，一般情況 下，10A〈 A I〈20A。上述步驟中，通過配電網(wǎng)中與各單相線路連接的消弧線圈主動(dòng)產(chǎn)生強(qiáng)度較大的自 定義特征的補(bǔ)償電流，可以使得電流檢測信號(hào)有足夠強(qiáng)度來對抗長線路的衰減，同時(shí)，自定 義的特征信號(hào)也便于捕捉與判斷，降低復(fù)雜的配電網(wǎng)線路所帶來的干擾影響。步驟S20 :對單相線路上檢測點(diǎn)處的電流信號(hào)進(jìn)行檢測。在一個(gè)實(shí)施例中，步驟S20的過程主要包括如下步驟步驟S201，在各個(gè)檢測點(diǎn)處利用傳感器采集各相單相線路的電流信號(hào)。具體地，檢測點(diǎn)是依據(jù)一定間距設(shè)于配電網(wǎng)線路上，在檢測點(diǎn)處各單相線路的電 流信號(hào)，包括輸入的電流檢測信號(hào)，一般情況下，可以利用安裝在線路上的傳感器來采集各 相單相線路的電流信號(hào)，如圖4所示，圖4為傳感器安裝示意圖。步驟S202，對所述電流信號(hào)進(jìn)行濾波、放大及A/D采樣處理獲得數(shù)字化的電流信號(hào)。通過濾波可以濾除干擾電流信號(hào)，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，有利于數(shù)據(jù)的通信傳輸。步驟S30 :根據(jù)所述設(shè)定特征參數(shù)判斷出接收到所述電流檢測信號(hào)的檢測點(diǎn)。在一個(gè)實(shí)施例中，步驟S30的過程主要包括如下步驟步驟S301，將各個(gè)檢測點(diǎn)上獲得的電流信號(hào)匯集至監(jiān)控中心。在本步驟中，主要是將在配電網(wǎng)線路上采集的電流信號(hào)數(shù)據(jù)發(fā)送至控制中，用于在控制中心進(jìn)行故障定位判斷。一般情況下，同一個(gè)檢測點(diǎn)處的A相、B相、C相線路都需要采集電流信號(hào)數(shù)據(jù)，為了節(jié)省通信成本，如圖5所示，圖5為電流信號(hào)傳輸示意圖，在同一個(gè)檢測點(diǎn)，A相、B相、C相線路分別設(shè)有傳感器終端a、傳感器終端b、傳感器終端C，首先a、b、c采用短程無線通信將采集到的A相、B相、C相線路電流信號(hào)匯集到一個(gè)統(tǒng)一的無線終端m，該無線終端m采用無線公網(wǎng)通信將匯集的電流信號(hào)數(shù)據(jù)發(fā)送至監(jiān)控中心。優(yōu)選的，所述短程無線通信為433Hz無線通信，所述無線公網(wǎng)通信為GPRS無線公網(wǎng)。綜合運(yùn)用了無線通信技術(shù)相關(guān)技術(shù)，在控制中心即可實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)線路快速、準(zhǔn)確的故障定位。步驟S302，在所述監(jiān)控中心對所匯集的電流信號(hào)的特征參數(shù)進(jìn)行判斷，若所述電流信號(hào)的特征參數(shù)與所述設(shè)定特征參數(shù)對應(yīng)，則判定檢測到該電流信號(hào)的檢測點(diǎn)接收到所述電流檢測信號(hào)。具體地，消弧線圈輸入的電流檢測信號(hào)具有明顯的預(yù)定義特征，較為容易捕捉，可辨識(shí)性高，通過特征判斷可以確定接收到輸入電流檢測信號(hào)的檢測點(diǎn)，例如，預(yù)定義周期特征，則輸入的電流檢測信號(hào)具有明顯周期性規(guī)律，且具有較強(qiáng)的強(qiáng)度，如(10A，20A)。判斷電流信號(hào)的周期，即可確定接收到輸入電流檢測信號(hào)的檢測點(diǎn)。通過預(yù)定義的特征，可以使得檢測過程避免受到配網(wǎng)系統(tǒng)復(fù)雜性、線路長度以及系統(tǒng)容量的干擾和限制，判斷的準(zhǔn)確性高。進(jìn)一步地，為了避免由于配網(wǎng)線路負(fù)荷波動(dòng)等正常工況下可能引起的誤報(bào)警，在對所匯集的電流信號(hào)進(jìn)行判斷前，執(zhí)行如下處理機(jī)制在配變電站檢測到接地故障發(fā)生時(shí)，發(fā)送故障告警信息至控制中心，當(dāng)控制中心接收到故障告警信息時(shí)，啟動(dòng)對所匯集的電流信號(hào)的判斷過程。具體地，在配變電站檢測到接地故障發(fā)生后，控制消弧線圈輸入電流檢測信號(hào)，記錄當(dāng)前的第一時(shí)刻A，各個(gè)檢測點(diǎn)處檢測到電流信號(hào)時(shí)，記錄當(dāng)前的第二時(shí)刻t2。在配變電站將&插入到故障告警信息中，通過無線公網(wǎng)通信(GPRS)發(fā)送至監(jiān)控中心，檢測點(diǎn)將檢測的電流信號(hào)及其對應(yīng)的t2信息發(fā)送至監(jiān)控中心。通過tl判斷電流信號(hào)及其對應(yīng)的t2，若h早于或等于t2，則從所匯集的電流信號(hào)中選擇對應(yīng)的電流信號(hào)信息，否則，丟棄該條電流信號(hào)信息。通過上述處理機(jī)制，在控制中心接收到配變電站以及檢測點(diǎn)發(fā)送來的數(shù)據(jù)后才啟動(dòng)對所匯集的電流信號(hào)的判斷流程，避免了配網(wǎng)線路負(fù)荷波動(dòng)等干擾的影響，同時(shí)通過丟棄干擾的數(shù)據(jù)，也可以進(jìn)一步減少在控制中心對數(shù)據(jù)的處理量，提高處理效率。步驟S40 :根據(jù)所述判斷的檢測點(diǎn)的位置信息獲取故障點(diǎn)區(qū)段。
具體地，在單相線路上兩個(gè)位置相鄰的檢測點(diǎn)中，若其中一個(gè)檢測點(diǎn)檢測到接收到所述電流檢測信號(hào)，另一個(gè)接收不到所述電流檢測信號(hào)，則判定該相鄰的檢測點(diǎn)之間的線路為故障點(diǎn)區(qū)段。如圖6所示，圖6為故障區(qū)段定位示意圖，圖中的配電網(wǎng)線路(A相、B相、C相線路)上設(shè)有檢測點(diǎn)“ #I ”、“ #2 ”、“ #3 ”、“ #4 ”，假設(shè)A相線路的檢測點(diǎn)“ #3 ”接收到輸入的電流檢測信號(hào)，檢測點(diǎn)“#4”接收不到輸入的電流檢測信號(hào)，則檢測點(diǎn)“#3”與檢測點(diǎn)“#4”為故
障點(diǎn)區(qū)段。在一個(gè)實(shí)施例中，在獲取故障點(diǎn)區(qū)段后，進(jìn)一步在控制中心將所述故障點(diǎn)區(qū)段在配網(wǎng)線路圖上進(jìn)行可視化顯示，實(shí)現(xiàn)告警信息指示。進(jìn)一步地，可通過監(jiān)控中心的音響系統(tǒng)播放報(bào)警聲音、顯示配網(wǎng)線路圖的顯示器畫面上的故障位置進(jìn)行顏色交變閃動(dòng)以及通過短信形式發(fā)送到相關(guān)維護(hù)人員的手機(jī)上，實(shí)現(xiàn)全方位的故障信息告警提示。以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種配電網(wǎng)線路故障定位方法，其特征在于，包括如下步驟 在接地故障發(fā)生后控制消弧線圈產(chǎn)生設(shè)定特征參數(shù)的電流檢測信號(hào)； 對單相線路上檢測點(diǎn)處的電流信號(hào)進(jìn)行檢測； 根據(jù)所述設(shè)定特征參數(shù)判斷出接收到所述電流檢測信號(hào)的檢測點(diǎn)； 根據(jù)所述判斷的檢測點(diǎn)的位置信息獲取故障點(diǎn)區(qū)段。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配電網(wǎng)線路故障定位方法，其特征在于，所述設(shè)定的特征參數(shù)包括設(shè)定周期特征參數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配電網(wǎng)線路故障定位方法，其特征在于，所述在接地故障發(fā)生后控制消弧線圈產(chǎn)生設(shè)定特征參數(shù)的電流檢測信號(hào)的步驟包括 在配變電站母線端檢測各相單相線路的接地故障狀態(tài)； 當(dāng)檢測到所述單相線路發(fā)生接地故障時(shí)，控制消弧線圈的補(bǔ)償系數(shù)使其產(chǎn)生設(shè)定特征參數(shù)的電流檢測信號(hào)； 將所述電流檢測信號(hào)輸入所連接的單相線路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配電網(wǎng)線路故障定位方法，其特征在于，所述對單相線路上檢測點(diǎn)處的電流信號(hào)進(jìn)行檢測的步驟包括 在各個(gè)檢測點(diǎn)處利用傳感器采集各相單相線路的電流信號(hào)； 對所述電流信號(hào)進(jìn)行濾波、放大及A/D采樣處理獲得數(shù)字化的電流信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配電網(wǎng)線路故障定位方法，其特征在于，所述根據(jù)所述設(shè)定特征參數(shù)判斷出接收到所述電流檢測信號(hào)的檢測點(diǎn)的步驟包括 將各個(gè)檢測點(diǎn)上獲得的電流信號(hào)匯集至監(jiān)控中心； 在所述監(jiān)控中心對所匯集的電流信號(hào)的特征參數(shù)進(jìn)行判斷，若所述電流信號(hào)的特征參數(shù)與所述設(shè)定特征參數(shù)對應(yīng)，則判定檢測到該電流信號(hào)的檢測點(diǎn)接收到所述電流檢測信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的配電網(wǎng)線路故障定位方法，其特征在于，所述將各個(gè)檢測點(diǎn)上獲得的電流信號(hào)匯集至監(jiān)控中心的步驟包括 采用短程無線通信將同一個(gè)檢測點(diǎn)處的A相、B相、C相線路采集到的電流信號(hào)進(jìn)行匯集; 采用無線公網(wǎng)通信將各個(gè)檢測點(diǎn)匯集的電流信號(hào)發(fā)送至監(jiān)控中心。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的配電網(wǎng)線路故障定位方法，其特征在于，所述短程無線通信為433Hz無線通信，所述無線公網(wǎng)通信為GPRS無線公網(wǎng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配電網(wǎng)線路故障定位方法，其特征在于，在所述監(jiān)控中心對所匯集的電流信號(hào)的特征參數(shù)進(jìn)行判斷的步驟前還包括 在接地故障發(fā)生時(shí)發(fā)送故障告警信息至所述控制中心； 當(dāng)所述控制中心接收到所述故障告警信息時(shí)，啟動(dòng)對所匯集的電流信號(hào)的判斷過程。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配電網(wǎng)線路故障定位方法，其特征在于，根據(jù)所述判斷的檢測點(diǎn)的位置信息獲取故障點(diǎn)區(qū)段的步驟包括 在單相線路上兩個(gè)位置相鄰的檢測點(diǎn)中，若其中一個(gè)檢測點(diǎn)檢測到接收到所述電流檢測信號(hào)，另一個(gè)接收不到所述電流檢測信號(hào)，則判定該相鄰的檢測點(diǎn)之間的線路為故障點(diǎn)區(qū)段。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配電網(wǎng)線路故障定位方法，其特征在于，還包括在控制中心將所述故障點(diǎn)區(qū)段在配網(wǎng)線路圖上進(jìn)行可視化顯示。
全文摘要
一種配電網(wǎng)線路故障定位方法，包括如下步驟在接地故障發(fā)生后控制消弧線圈產(chǎn)生設(shè)定特征參數(shù)的電流檢測信號(hào)；對單相線路上檢測點(diǎn)處的電流信號(hào)進(jìn)行檢測；根據(jù)所述設(shè)定特征參數(shù)判斷出接收到所述電流檢測信號(hào)的檢測點(diǎn)；根據(jù)所述判斷的檢測點(diǎn)的位置信息獲取故障點(diǎn)區(qū)段。本發(fā)明的技術(shù)，在故障定位過程中，無需配備專用的信號(hào)發(fā)生設(shè)備，成本低，根據(jù)自定義的特征來識(shí)別輸入的電流檢測信號(hào)，避免了受到配電網(wǎng)線路的復(fù)雜程度的影響，可辨性高，故障定位的準(zhǔn)確性高。
文檔編號(hào)G01R31/08GK103048590SQ201210593970
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月31日
發(fā)明者李 瑞, 鐘清, 余南華, 陳炯聰, 黃曙, 李傳健 申請人:廣東電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院