一种输电线路故障综合定位方法及系统与流程

本发明涉及电力系统领域，特别是涉及一种输电线路故障综合定位方法及系统。

背景技术：

现代化建设对电网运行质量的要求越来越高，电力工作人员需要及时了解电力设备的运行情况，分析故障发生的原因，因而实时、完整、准确地记录电网运行过程中发生的各种故障是十分必要的。

近年来，基于行波测距原理的故障定位技术被广泛地运用于输电线路故障诊断应用中，极大地提高了输电线路故障诊断效率，大幅降低了因停电造成的国民经济损失。目前运用于输电线路故障诊断相关的行波测距装置包括传统的变电站行波测距装置以及近年来兴起的输电线路分布式行波测距装置，其中变电站行波测距装置稳定，可以诊断大部分金属性接地以及雷击故障，但对于部分高阻故障则装置难以启动，此外，该装置定位误差较大，对于跨区线路，当故障发生在分界点附近时，就无法判断故障所属区间，给线路运行维护带来很大不便。分布式行波测距装置投资偏大、稳定性不如变电站行波测距装置，但从理论上可以解决高阻接地和定位精度的问题。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是，针对当前输电线路故障定位技术中存在的问题，提出一种输电线路故障综合定位方法及系统，结合使用变电站测距方法和分布式测距方法，实现输电线路不同类型故障的精确定位。

本发明的一种输电线路故障综合定位系统，包括：

数据采集装置、数据处理中心和远程访问终端；

所述数据采集装置，用于实现数据采集及发送功能；数据采集装置包括安装在变电站的装置和安装在输电线路上的装置，其中安装在变电站的装置为主采集装置，安装在输电线路上的装置为辅采集装置；主采集装置和辅采集装置均采用模块化设计，包括供能模块、数据采集模块和数据发送模块，其中供能模块用于给主采集装置和辅采集装置供电，数据采集模块用于采集故障时流经主采集装置和辅采集装置的故障工频电流和故障行波电流数据，数据发送模块用于将所采集的数据发送至数据处理中心；

所述数据处理中心，安装有与所述数据采集装置配套的软件系统，用于对所述数据采集装置的数据进行接收、存储及分析，实现输电线路故障位置的确定；

所述远程访问终端，用于远程访问数据处理中心，获取故障信息，并能对所述数据处理中心和所述数据采集装置进行远程参数配置。

本发明的一种输电线路故障综合定位方法，包括：

输电线路发生故障时，主监测装置和辅监测装置同时采集故障工频电流与故障行波电流；

主监测装置和辅监测装置将所采集的数据发送至数据处理中心；

数据处理中心接收、存储数据，分析处理数据，得出故障定位信息；

远程访问终端访问数据处理中心，查询到故障定位结果。

本发明的有益成果在于：

1)在输电线路上增设辅采集装置，以配合变电站内的主采集装置，增加了输电线路故障定位的可靠性；

2)辅采集装置直接采集输电线路上的原始电流数据，可减小衰减和畸变的影响，解决了单纯变电站行波测距装置无法诊断高阻故障的难题；

3)辅采集装置可灵活安装布置，对于跨区线路，或架空线路-电缆混接线路，将辅采集装置安装在分界点处，利用故障工频电流区间定位以及故障行波电流精确定位功能，可解决传统变电站定位方式故障区间不明的难题。

附图说明

图1为本发明实施例中一种输电线路故障综合定位系统的结构示意图；

图2为本发明实施例中一种输电线路故障综合定位系统的采集装置模块示意图；

图3为本发明实施例中一种输电线路故障综合定位方法的流程图；

图4为本发明实施例中一种输电线路故障综合定位方法的定位方式判定流程图。

具体实施方式

下面结合附图以及具体的实施例，对本发明的技术方案做进一步的描述。

图1所示为本发明实施例中一种输电线路故障综合定位系统的结构示意图，该系统包括：主采集装置A、B，辅采集装置1、……、k、……、n，数据处理中心C，远程访问终端T。

所述主采集装置A、B安装在输电线路两端的变电站内；辅采集装置1、……、k、……、n安装在输电线路上，根据需要，可灵活选择辅采集装置安装位置及安装数量，长线路故障多发区段应增加辅采集装置安装数量，尤其在跨区输电线路或架空线路-电缆混接线路的分界点处应安装辅采集装置。

所述主采集装置A、B和辅采集装置1、……、k、……、n均采用模块化设计，如图2所示，包括：供能模块201，用于给主采集装置和辅采集装置供电，其中主采集装置供能模块采用变电站内用电方式，辅采集装置供能模块采用太阳能和蓄电池互配式或耦合取电供电方式；数据采集模块202，用于采集故障时流经主采集装置和辅采集装置的故障数据，具体包括故障工频电流波形、故障行波电流波形、故障行波电流幅值、故障发生时刻；数据发送模块203，用于将所采集的数据发送至数据处理中心，其中主采集装置数据发送模块采用变电站内局域网发送方式，辅采集装置数据发送模块采用无线GPRS发送方式。

所述数据处理中心C，安装有与所述主采集装置A、B和辅采集装置1、……、k、……、n配套的软件系统，接收、存储并分析主采集装置A、B和辅采集装置1、……、k、……、n所采集的数据，完成对故障的精确定位；

所述远程访问终端T，可通过互联网、手机App远程访问数据处理中心C，获取包括故障工频电流波形、故障行波电流波形、故障行波电流幅值、故障发生时刻、故障精确位置等内容的故障信息，并可对所述数据处理中心C和所述主采集装置A、B和辅采集装置1、……、k、……、n进行远程参数配置。

图3所示为本发明实施例中一种输电线路故障综合定位方法的流程图，该流程包括以下步骤：

步骤S301，输电线路发生故障时，主监测装置和辅监测装置同时采集故障工频电流与故障行波电流；

步骤S302，主监测装置和辅监测装置将所采集的数据发送至数据处理中心；

步骤S303，数据处理中心接收、存储数据，分析处理数据，得出故障定位信息；

步骤S304，远程访问终端访问数据处理中心，查询到故障定位结果。

可选地，在步骤S303中，数据处理中心分析处理数据，得出故障定位信息包括如图4所示的如下步骤：

步骤S310，判定故障发生区段。

步骤S320，若故障发生在主采集装置A和辅采集装置1之间，或在主采集装置B和辅采集装置n之间，则执行S330；若故障发生在辅采集装置k和辅采集装置k+1之间，其中1≤k≤n-1，则执行S340。

步骤S330，包括如下方式：

方式1：若主采集装置A和辅采集装置1均运行正常，或主采集装置B和辅采集装置n均运行正常，则故障定位基于主采集装置A和辅采集装置1，或主采集装置B和辅采集装置n完成双端定位；

方式2：若主采集装置A运行异常、辅采集装置1运行正常，或主采集装置B运行异常、辅采集装置n运行正常，则故障定位基于辅采集装置1，或辅采集装置n完成单端定位；

方式3：若主采集装置A运行正常、辅采集装置1运行异常，或主采集装置B运行正常、辅采集装置n运行异常，则故障定位基于主采集装置A和辅采集装置2，或主采集装置B和辅采集装置n-1完成双端定位。

步骤S340，包括如下方式：

方式4：若辅采集装置k和辅采集装置k+1均运行正常，则故障定位基于辅采集装置k和辅采集装置k+1完成双端定位；

方式5：若辅采集装置k运行异常、辅采集装置k+1运行正常，或辅采集装置k运行正常、辅采集装置k+1运行异常，则故障定位基于辅采集装置k-1(若k＝1，则为主采集装置A)和辅采集装置k+1，或辅采集装置k和辅采集装置k+2(若k＝n-1，则为主采集装置B)完成双端定位。

为加深本领域的技术人员对本发明技术方案的理解，下面通过两个案例来说明本发明的优点。

案例一：明确故障所属区间及故障精确位置

某500kV线路为长距离输电线路，横跨甲、乙两个区域，根据相关规定，甲、乙两个区域分别由两个单位负责所属区域线路的运行维护。假设该线路安装了本发明的输电线路故障综合定位系统，其中在甲、乙两个区域的变电站内安装了主采集装置，在区域分界点处安装了辅采集装置。若某次故障发生在甲、乙两个区域的分界点附近，由于主采集装置、辅采集装置均采集故障工频电流与故障行波电流，若分界点处的辅采集装置与甲区域变电站内的主采集装置的故障工频电流极性相反，则故障必在甲区域，反之必在乙区域；明确故障所在区间后，再利用故障所在区间的主采集装置、辅采集装置的行波电流进行精确定位。本发明技术方案可以明确故障所属区段及精确位置，从而彻底解决传统变电站行波测距方式由于误差大而无法准确判断故障所属区域给线路运行维护带来的困扰。

案例二：高阻故障高可靠性定位

某线路横跨丛林茂盛区以及工业污秽区，高阻故障频发，由于高阻故障电流较小，使得变电站内传统故障定位设备经常无法有效启动。假设安装了本发明的输电线路故障综合定位系统，当高阻故障发生时，线路两端变电站内的主采集装置均未启动，而线路上的辅采集装置采集到了故障电流数据，则利用辅采集装置就可以完成故障定位，从而解决了传统变电站行波测距设备无法诊断高阻故障的难题。

综上所述，本发明提出了辅采集装置配合主采集装置的综合定位方法及系统，采用不同组合定位方式，即使在部分采集装置运行异常情况下仍能完成故障定位功能，相对于变电站内集中式或输电线路分布式的故障定位设备来说，进一步提升了输电线路故障处置效率及工作可靠性。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于对本发明专利范围的限制。对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。