一种配电网故障定位系统及方法

文档序号:34540501发布日期:2023-06-27 16:03阅读:24来源:国知局

本发明属于配电网故障定位,具体涉及一种配电网故障定位系统及方法。


背景技术:

1、配电网是指从输电网或地区发电厂接受电能,通过配电设施就地分配或按电压逐级分配给各类用户的电力网。是由架空线路、电缆、杆塔、配电变压器、隔离开关、无功补偿器及一些附属设施等组成的,在电力网中起重要分配电能作用的网络。

2、目前,对配电网的故障定位还存在以下几个问题:

3、(1)目前配电网结构复杂,测量点数量有限,怎样在有限的测量点的情况下,利用有限故障的信息来准确进行故障定位;

4、(2)当前配电网自动化水平不高,在实际配电网中并不能获得足够的故障信息,怎样在故障信息有限的的情况下,对配电网故障进行精确故障定位;

5、(3)配电网面向复杂多样的用户,其负荷电流因负载情况不尽相同,对故障定位有很大影响,如何在多样的负荷电流下,对电网进行准确故障定位。


技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服现有技术存在的目前配电网结构复杂,测量点数量有限,怎样在有限的测量点的情况下,利用有限故障的信息来准确进行故障定位;当前配电网自动化水平不高,在实际配电网中并不能获得足够的故障信息,怎样在故障信息有限的的情况下,对配电网故障进行精确故障定位;配电网面向复杂多样的用户,其负荷电流因负载情况不尽相同,对故障定位有很大影响,如何在多样的负荷电流下,对电网进行准确故障定位的问题,提供一种配电网故障定位系统及方法,该配电网故障定位系统及方法具有配电网故障精确定位的效果。

2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种配电网故障定位系统及方法,包括以下步骤:

3、步骤一:利用故障后在故障回路中产生的电压电流信息,进行一定计算最终推导回路总阻抗,再用回路阻抗值再除以线路单位阻抗长度就能实现故障距离测定;

4、步骤二:依据测量端数量的多少,大致分为单端测距法和双端测距法;

5、步骤三:双端测距法与单端测距法相比完全不受系统阻抗、故障电阻等因素的影响,测距结果精度较高,但用于配电网线路时,难以实现,且经济性不适用;

6、步骤四:对于相间短路故障得精确定位,阻抗法依然具有较好的适用性,鉴于目前配电网复杂多样的实际情况;

7、步骤五:基于分段开关和重合器的定位方法有很大的优点,造价低廉,可以在经济不发达,尤其是偏远落后的山村特别适用,再加上其结构简单,可靠性高,并且不用专门设立信息通道;

8、步骤六:配电网结构复杂,如何有效地进行拓扑分析是解决故障定位的重点,而矩阵法充分利用配电网的拓扑特点,借助于图论相关理论知识,针对配电网生成描述矩阵,描述矩阵能准确描述配网特性;

9、步骤七:考虑到ftu在配电网中的广泛使用,当故障发生时ftu会记录系统中变化的大量的电气量,充分利用这些电气量可以进行故障精确测距,通过对阻抗法的分析可以实现故障精确定位。

10、优选的,在步骤二中,单端测距法就是只用输电线路单端电气测量的数据完成故障点的距离计算,这种方法实现简单,不用考虑信息同步,但测量距里与实际距离存在较大误差。

11、优选的,在步骤三中,在输电网中精确故障定位中,往往利用双端法进行故障定位,但配电网有别于输电网简单的结构,在使用双端法对故障定位时有许多问题有待解决且成本高,配电网的故障定位精确度较易受线路参数的影响,针对单侧电源配电网络进行研究,分析出了一种利用双端阻抗的故障测距方法,这种方法不受时钟同步的限制,在充分分析故障定位信息平台的基础上提出来的,利用在多分支配电网中的信息平台的基础上,整理出一组不带分支的配电网线路的单相接地故障测距方程组。

12、优选的,在步骤三中,此方法仅需要两步,第一步:在线路始端设置合适频率的正弦信号以及检测电阻;第二步:在系统达到稳态后,测量线路始端和末端的条件以及一些必要的电气量,这样就可以对所有类型的故障全部根据对称分量法分析得到正序分量,由正序分量的特征进一步推导得出出故障测距方程,这种测距方法一方面能克服行波法中的定位死区,另一方面定位准确可靠,即使在线路参数不够准确或者信息不同步的情况下也不会受到影响。

13、优选的,在步骤六中,同时,在ftu上传故障相关信息至主站,再生成故障信息矩阵,通过对矩阵的分析与计算,即可定位故障位置。

14、与现有技术相比,本发明提供了一种配电网故障定位系统及方法,具备以下有益效果:

15、本发明在进行配电网的故障精确定位时,最终成功实现配电网故障精确定位,首先在配电网中大量使用价格低廉的,运行成本低的故障指示器,由于其原理加单可靠,对复杂的配电网尤其适用,再配合ftu的使用,能够很好地实现故障区段定位,充分利用ftu记录的故障前后电力系统中电气量的变化,用对称分量法对其进行分析后,根据阻抗法的相关原理,推导出基于区段定位下的精确故障距离公式,最终在电力系统自动化技术的支撑下,仅仅利用测量点的数据就完成了故障精确定位。

16、该装置中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现,本发明结构科学合理,使用安全方便,为人们提供了很大的帮助。



技术特征:

1.一种配电网故障定位系统及方法,其特征在于:包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的配电网故障定位系统及方法,其特征在于:在步骤二中,单端测距法就是只用输电线路单端电气测量的数据完成故障点的距离计算,这种方法实现简单,不用考虑信息同步,但测量距里与实际距离存在较大误差。

3.根据权利要求1所述的配电网故障定位系统及方法,其特征在于:在步骤三中,在输电网中精确故障定位中,往往利用双端法进行故障定位,但配电网有别于输电网简单的结构,在使用双端法对故障定位时有许多问题有待解决且成本高,配电网的故障定位精确度较易受线路参数的影响,针对单侧电源配电网络进行研究,分析出了一种利用双端阻抗的故障测距方法,这种方法不受时钟同步的限制,在充分分析故障定位信息平台的基础上提出来的,利用在多分支配电网中的信息平台的基础上,整理出一组不带分支的配电网线路的单相接地故障测距方程组。

4.根据权利要求1所述的配电网故障定位系统及方法,其特征在于:在步骤三中,此方法仅需要两步,第一步:在线路始端设置合适频率的正弦信号以及检测电阻;第二步:在系统达到稳态后,测量线路始端和末端的条件以及一些必要的电气量,这样就可以对所有类型的故障全部根据对称分量法分析得到正序分量,由正序分量的特征进一步推导得出出故障测距方程,这种测距方法一方面能克服行波法中的定位死区,另一方面定位准确可靠,即使在线路参数不够准确或者信息不同步的情况下也不会受到影响。

5.根据权利要求1所述的配电网故障定位系统及方法,其特征在于:在步骤六中,同时,在ftu上传故障相关信息至主站,再生成故障信息矩阵,通过对矩阵的分析与计算,即可定位故障位置。


技术总结
本发明公开了一种配电网故障定位系统及方法,包括以下步骤:利用故障后在故障回路中产生的电压电流信息,进行一定计算最终推导回路总阻抗;本发明在进行配电网的故障精确定位时,最终成功实现配电网故障精确定位,首先在配电网中大量使用价格低廉的,运行成本低的故障指示器,由于其原理加单可靠,对复杂的配电网尤其适用,再配合FTU的使用,能够很好地实现故障区段定位,充分利用FTU记录的故障前后电力系统中电气量的变化,用对称分量法对其进行分析后,根据阻抗法的相关原理,推导出基于区段定位下的精确故障距离公式,最终在电力系统自动化技术的支撑下,仅仅利用测量点的数据就完成了故障精确定位。

技术研发人员:徐岩,王若琳
受保护的技术使用者:华北电力大学(保定)
技术研发日:
技术公布日:2024/1/13
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