一种配网架空线路故障检测和精准定位方法与流程

本发明涉及一种配网架空线路的故障检测方法和精准相关故障地点的定位方法，属于供电领域。

背景技术：

1、配电网架空线路路线长，路径复杂，受气候地理天气等环境影响较大，又直接面对用户端，供电用电情况多变，导致故障率居高不下，故障原因也远比输电线路困难，查找手段非常有限，巡检工作繁琐，费时费力。传统的配电网架空线路故障选线、定位和隔离方案依赖于故障指示器或者ftu智能设备，从原理角度二者均是基于工频暂态法实现架空线路故障区段定位，但受制于设备检测精度和灵敏度影响，故障定位无法精确到点位，设备误动、拒动情况颇多，且在面临山火等高阻接地故障时处理能力不足。

技术实现思路

1、本专利提出一种配网架空线路故障检测和精准定位方法以解决上述问题。

2、本发明采用如下手段实现：一种配网架空线路故障检测和精准定位方法，包括如下步骤：

3、1)采集终端采集线路上产生的工频电压信号，根据电压跌落时间、单位时间内电压上升速率、电压频率等参数判断线路是否发生故障及故障状态；

4、2)若检测出故障，采集线路上产生的高频暂态故障行波分量，根据相邻采集终端采集到的故障行波分量的时间差与终端之间的距离判断故障发生的区段；

5、3)故障区段确认后，采集终端根据故障行波算法定位故障点位，并将其上报。

6、步骤1中，当采集终端采集到电压持续跌落时间大于30s、单位时间内电压上升速率大于1、电压频率超过10khz这三者有任意一个成立，则判定线路发生故障，所述的故障状态st通过如下公式判断:

7、st＝k1·tp-f+k2·tanα+k3·fp-f,

8、其中tp-f为电压持续跌落时间，tanα为单位时间内电压上升速率，fp-f为电压频率，k为系数，k2＝1，若st＜1，则当前线路故障状态为瞬时性故障，反之为永久性故障。

9、在步骤2中，若相邻采集终端采集到的故障行波分量的时间差δt和终端之间距离l相同，则故障点位于终端安装的设备杆上；若δt大于l，则故障点不在两个终端之间的架空线路上；若δt小于l，则故障点位于两个终端之间的架空线路上。

10、在步骤3中，所述的故障点位计算公式如下：

11、v为故障初始行波传播速度，m和n分别为行波故障点所在架空线路两侧的采集终端，tm和tn分别为行波到达采集终端的绝对时间，dmf和dnf分别为m端和n端到故障点的距离；l为线路mn的长度。

12、所述的采集终端平时处于低功耗运行状态，当采集终端检测到故障点发出的高频暂态行波后，触发终端进行高频信号采集与存储，定位故障点发生位置，终端运行功耗≤1w。

13、所述的采集终端设置在架空线路下方1.5m-2m的位置，所述终端通过电磁场感应采集一次侧电压及电流数据。

14、本发明在原有工频检测的基础上扩展高频暂态信号检测维度，正常状态下，终端低功耗运行，采集线路工频电压信号，根据电压跌落时间、上升速率、电压频率等参数判断线路是否发生故障；故障状态下，因故障点产生的故障行波而触发终端高频采样，结合高频暂态行波的波行特征判断故障区间，定位线路故障点发生位置，有效解决配网架空线路保护设备误动、拒动问题，提高线路故障点精准定位能力。

技术特征：

1.一种配网架空线路故障检测和精准定位方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种配网架空线路故障检测和精准定位方法，其特征在于：步骤1中，当采集终端采集到电压持续跌落时间大于30s、单位时间内电压上升速率大于1、电压频率超过10khz这三者有任意一个成立，则判定线路发生故障，所述的故障状态st通过如下公式判断:

3.根据权利要求1所述的一种配网架空线路故障检测和精准定位方法，其特征在于：在步骤2中，若相邻采集终端采集到的故障行波分量的时间差δt和终端之间距离l相同，则故障点位于终端安装的设备杆上；若δt大于l，则故障点不在两个终端之间的架空线路上；若δt小于l，则故障点位于两个终端之间的架空线路上。

4.根据权利要求1所述的一种配网架空线路故障检测和精准定位方法，其特征在于：在步骤3中，所述的故障点位计算公式如下：

5.根据权利要求1所述的一种配网架空线路故障检测和精准定位方法，其特征在于：所述的采集终端平时处于低功耗运行状态，当采集终端检测到故障点发出的高频暂态行波后，被动式触发终端进行高频信号的采集与存储，定位故障点发生位置，终端运行功耗≤1w。

6.根据权利要求1所述的一种配网架空线路故障检测和精准定位方法，其特征在于：所述的采集终端设置在架空线路下方1.5m-2m的位置，所述终端通过电磁场感应采集一次侧电压及电流数据。

技术总结
本发明公开了一种配网架空线路故障检测和精准定位方法，包括如下步骤：1)采集终端采集线路上产生的工频电压信号，根据电压跌落时间、单位时间内电压上升速率、电压频率等参数判断线路是否发生故障及故障类型；2)若检测出故障，采集线路上产生的高频暂态故障行波分量，根据相邻采集终端采集到的故障行波分量的时间差与终端之间的距离判断故障发生的区段；3)故障区段确认后，采集终端根据故障行波算法定位故障点位，并将其上报。本发明在原有工频检测的基础上扩展高频暂态信号检测维度，结合高频暂态行波的波行特征判断故障区间，定位线路故障点发生位置，有效解决配网架空线路保护设备误动、拒动问题，提高线路故障点精准定位能力。

技术研发人员：张圆明,陈晨,刘刚,石爱祥,李旭,李瑞,翟凯迪,陈莎,沈建东,丁书音,鲍诗杰,陈建建
受保护的技术使用者：国网江苏省电力有限公司宿迁供电分公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19