专利名称：一种输电线路故障寻址的方法
技术领域：
本发明涉及电网运行故障诊断技术领域，尤其涉及一种输电线路故障寻址的方法。
背景技术：
目前，国内大量的35KV及以上输电线路普遍分布于山区，主要承担电能的传输任务。但由于线路大都敷设在偏远山区，加上近年来各种极端自然灾害的频繁发生如果雷电、山体滑坡、台风袭击、地震、冰雪等自然灾害加剧了输电线路发生故障的可能性和线路绝缘系统老化的质量故障，线路故障距离的判别、维修及巡线十分困难。近年来，人们在对输电线路故障检测方法方面进行比较多的研究，代表的方法就是行波法、阻抗法、故障录波和GPS定位方法，这些方法在输电线路故障寻址方面都取得了不同程度的进步。故障录波分析法利用故障时记录得到的各种电气量，事后由技术人员进行综合分析，得到故障位置。随着计算机技术和人工智能技术的发展，故障录波分析法可以通过自动化设备快速完成。但该方法会受到系统阻抗和故障点过渡阻抗的影响，而导致故障测距精度的下降。阻抗法分为单端法和双端法两种，单端法虽然原理简单、易于实用、设备投入低、不需要额外的通讯设备，但是在实际应用中单端阻抗法的精度不高，特别容易受到故障点过渡电阻、对侧系统阻抗、负荷电流的影响。同时由于在计算过程中，算法往往是建立在一个或者几个假设的基础之上，而这些假设常常与实际情况不一致，所以单端阻抗法存在无法消除的原理性误差。双端法利用线路两端的电气信息量进行故障测距，以从原理上消除过渡电阻的影响，但双端法的缺点在于计算量大、设备投资大、需要额外的同步和通讯设备。行波法比阻抗法定位的精确度高，但可靠性、抗干扰能力和适应性较差。特别是由于配电网线路结构复杂，负荷分散，行波在各段线路联接处、各个一次设备产生非常复杂的折射和反射，行波信号的识别受到了严重的影响。此外，行波信号的提取也会受到较大负载的影响。
发明内容
本发明的目的是提供一种可靠性和精确度高、成本低的输电线路故障寻址的方法。为实现本发明的目的所采用的技术方案是一种输电线路故障寻址的方法，采用异频驻波虚拟法进行故障寻址，包括以步骤
a.通过扫频电路进行测量采样；
b.根据所测线路电压等级选择对应电压等级标识主以确定该电压等级下线路的波
速；C.通过控制左移和右移键改变标识线的位置，寻找波谷发生最低的频率点；
d.结合分析对所测的曲线在频率轴即X轴方向进行曲线的压缩与放大，调节测量的精细度；
e.通过数学模型分析得到的线路末端为开路断线或短路接地的故障状态标识和进行距离计算的数据；
f.由单片机计算已知电压等级下的波速设计换算故障点到测量点的距离L=O.25v/
f ;
g.通过驻波波谷检测模块确定输出信号电压与频率变化特性关系。
本发明一种输电线路故障寻址的方法，采用异频驻波虚拟法进行故障寻址，利用波的传输原理，由其在输电线路上形成驻波，由于波的频率不同，驻波的波谷波峰就位置就不同，通过改变波的频率，使波的波谷正好出现在信号的注入点，由于线路上的波速是固定的，在已知波速的情况下就可以计算出线路的长度。本发明所述提供的方法只需要在变电站内对在停电状态下的35KV以上的线路进行故障测量，利用此种方法制造的仪器具有体积小、携带方便、成本低廉、自带电池交直流两用、具有图形和数字显示功能、操作方便。在变电站内对故障线路进行检测，避免了线路巡查人员舟车劳顿费时费工，提高了工作效率，它可以确切的测量出故障的距离，确定故障杆塔，缩短故障排查时间，降低了抢修成本，提高经济效益约30%以上。以每个地市公司每年处理两起输电线路抢修任务为例，直接维修成本和间接电量损失50万算，造成的损失就达100万元而且还是最保守的计算。同时，在当前供电和保电任务不断加剧的情况下，缩短输电线路查找故障时间，不但有可观的经济效益同时社会效益也十分明显。
下面结合附图对本发明做进一步的说明
图I是线路开路故障时的驻波比与频率变化的关系 图2是线路短路故障时驻波比与频率的关系图。
具体实施例方式设计测量时，输出端子用引线连接故障相架空线路，接地端子接变压器的地线。若架空线路发生相间短路故障，可一相输出端子，另一相接接地端子。a.通过扫频电路进行测量采样。b.根据所测线路电压等级选择对应电压等级标识主以确定该电压等级下线路的波速。c.通过控制左移和右移键改变标识线的位置，寻找波谷发生最低的频率点。如图
I、图2所示f0为第一驻波点的频率，在分析功能状态下通过左移键或右移键移动标识线，反复在第一驻波点附近调整，观察驻波比变化，找出最低点。此时故障距离为L，第一驻波点的频率为f，驻波比为A。d.结合分析对所测的曲线在频率轴即X轴方向进行曲线的压缩与放大，调节测量的精细度；为了便于找出第一驻波点的最小A值，可通过放大或压缩曲线，以便取得最好精细度。调整好精细度后进入分析状态进行分析。
e.通过数学模型分析得到的线路末端为开路断线或短路接地的故障状态标识和进行距离计算的数据；采样测量结束后自动判断线路故障性质短路或开路。若自动判断有误可通过短路/开路改变故障判断性质，距离L将改变。若线路是开路故障，所显示曲线与余弦曲线相似，既A的值随着频率的增加由大向小变化，见图I。若线路是短路故障，所显示曲线与正弦曲线相似，既A的值随着频率的增加由小向大再向小变化，见图2。f.由单片机计算已知电压等级下的波速设计换算故障点到测量点的距离L=O. 25v/f0g.通过驻波波谷检测模块确定输出信号电压与频率变化特性关系。根据对具体线段参数测试，修改程序中架空线路的波速参数，以保证测量精度。用户可对已知长度LO的线路测量时，分别测量非故障相长度LI和故障相长度L2，可通过下列公式得到故障距 离Lx=L0XL2/Llo根据波的传输理论和理论公式可知，当故障点离测试点距离越近，在注入点出现第一个驻波波谷时的频率f0越高。当故障点距离太近时可能测量不到f0的值，当故障点离测试点距离太远时f0的值可能只有几百赫兹，我们所测到的可能不是第一驻波点而是第二、第三驻波点，当曲线波形中第一驻波点所示故障距离大于50kM时，可通过选择大于50kM的档位来进行精确的测量。本发明所述提供的方法只需要在变电站内对在停电状态下的35KV以上的线路进行故障测量，利用此种方法制造的仪器具有体积小、携带方便、成本低廉、自带电池交直流两用、具有图形和数字显示功能、操作方便。在变电站内对故障线路进行检测，避免了线路巡查人员舟车劳顿费时费工，提高了工作效率，它可以确切的测量出故障的距离，确定故障杆塔，缩短故障排查时间，降低了抢修成本，提高经济效益约30%以上。以每个地市公司每年处理两起输电线路抢修任务为例，直接维修成本和间接电量损失50万算，造成的损失就达100万元而且还是最保守的计算。同时，在当前供电和保电任务不断加剧的情况下，缩短输电线路查找故障时间，不但有可观的经济效益同时社会效益也十分明显。
权利要求
1. 一种输电线路故障寻址的方法，其特征在于采用异频驻波虚拟法进行故障寻址，包括以步骤 a.通过扫频电路进行测量采样； b.根据所测线路电压等级选择对应电压等级标识主以确定该电压等级下线路的波速； c.通过控制左移和右移键改变标识线的位置，寻找波谷发生最低的频率点； d.结合分析对所测的曲线在频率轴即X轴方向进行曲线的压缩与放大，调节测量的精细度； e.通过数学模型分析得到的线路末端为开路断线或短路接地的故障状态标识和进行距离计算的数据；f.由单片机计算已知电压等级下的波速设计换算故障点到测量点的距离L=O.25v/f ; g.通过驻波波谷检测模块确定输出信号电压与频率变化特性关系。
全文摘要
本发明公开了一种输电线路故障寻址的方法，主要涉及电网检测与监控技术领域，解决了传统寻址方法精确度低及成本较高的问题，本发明采用异频驻波虚拟寻址，结合了其它传统方法的优点，采用波的传输原理，由于波的频率不同，其在输电线路上形成驻波的波谷波峰的位置就不同，通过改变波的频率，使波的波谷正好出现在信号的注入点，由于线路上的波速是固定的，在已知波速的情况下就可以计算出线路的长度，定位更加精确。利用此种方法制造的仪器体积小，携带方便、成本低廉、图形数字化界面，操作简单，在变电站就可以完成故障寻址，工作效率高，可以为我们电力部门节约更多的宝贵时间和大量的人力财力物力，具有很好的推广应用价值。
文档编号G01R31/08GK102645616SQ20121013982
公开日2012年8月22日 申请日期2012年5月8日 优先权日2012年5月8日
发明者刘雷昌, 姚楠, 曲永, 李吉浩, 李延都, 马红举 申请人:河南省电力公司南阳供电公司