一种配电网故障定位系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种配电网故障定位系统，包括：变电站终端：安装在母线上、用于实现暂态零序电压的检测和暂态零序电压方向的判断，并将检测结果传送至主站；若干线路终端：安装在配电网各分支线路上、用于实现暂态零序电流的检测和暂态零序电流方向的判断，并将检测结果传送至主站；主站：用于接收到的暂态零序电压和暂态零序电流方向进行对比，确定接地故障线路区段；变电站终端和线路终端分别与主站无线通信。本实用新型专利技术故障定位判断准确性高，适用于不同中性点接地方式的配电网络；安装在各分支线路上的线路终端安装简单、方便，只需要安装一只零序互感器和一个通讯设备，停电时间短。

【技术实现步骤摘要】
一种配电网故障定位系统
本技术涉及电力接地故障检测
，具体涉及一种基于零序电压和零序电流突变方向的配电网故障定位系统，适用于3?60kV中性点非有效接地电网，能够在单相接地故障发生时，进行接地故障的准确定位。
技术介绍
我国3?60kV配电网广泛采用中性点非有效接地方式，又分为中性点不接地和中性点经消弧线圈接地系统，中性点非有效接地系统的故障绝大多数是单相接地故障。发生单相接地故障时，接地电流很小，可以在故障情况下继续运行I?2个小时，但是必须尽快找到故障点，以防带电供电造成更大的故障和破坏。接地故障在线定位问题长期以来没有得到很好的解决，人工巡线不仅耗费了大量人力物力，而且延长了停电时间，影响供电安全。接地故障选线和定位技术中，目前常用的技术手段有群体比幅比相法，谐波分析法，小波变换法，首办波法等方法，各种方法都有其优缺点，由于配电网络分支线路的复杂性，上述方法都不能实现接地故障的完全准确判断，而且有的方法设备复杂、价格昂贵，不可能在配网线路的分支上进行全面安装。因此现场迫切需要实用、准确的在线定位装置，提高配电网供电的可靠性和经济性。对于中性点非有效接地系统，由于单相接地电流远小于负荷电流，因此正、负序稳态电流均不可用，只有零序电流可以用来进行故障定位。对于中性点不接地系统，故障点前后的稳态零序电流幅值和相位差异明显，可以依据稳态零序电流进行故障定位。但是对于中性点经消弧线圈接地系统，由于消弧线圈的补偿作用，故障点前后的稳态零序电流幅值和相位几乎没有差异，无法进行故障定位。根据故障发生后的暂态零序电流和暂态零序电压进行相位角的计算，再根据故障线路和非故障线路相位角的滞后和超前可以确定出故障线路。但这种方法需要每一个终端设备同时采集零序电流和零序电流两个参数。对于配电线路，零序电压参数的获得需要安装零序互感器，而配网线路分支众多，在各故障检测点处都安装零序电压互感器非常困难，而且成本也非常高昂，不便于线路的运行维护。因此现场迫切需要简易、实用、准确的在线定位装置，提高配电网供电的可靠性和经济性。
技术实现思路
本技术的目的就是为了解决上述问题，提出了一种配电网故障定位系统，该系统基于零序电压和零序电流的突变方向，该定位装置能够快速、准确地确定故障点，并适用于金属性接地、经电弧接地、经过渡电阻接地等多种故障情况。为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案:一种配电网故障定位系统，其特征是，包括:变电站终端:安装在母线上、用于实现暂态零序电压的检测和暂态零序电压方向的判断，并将检测结果传送至各处线路终端。若干线路终端:安装在配电网各分支线路上、用于实现暂态零序电流的检测和暂态零序电流方向的判断，并根据接受到的暂态零序电压方向和检测到的暂态零序电流的方向判断其是否处在故障线路上，并将检测结果传送至主站。主站:用于将接收线路终端的判断结果，确定接地故障分支线路的位置。变电站终端与线路终端无线通信，所述变电站终端和线路终端分别与主站无线通?目。所述变电站终端包括:小电压互感器、比例加法器和CPU依次串联连接，CPU还与移动通信模块、GPS模块和电源单元分别连接。所述线路终端包括:小电流互感器、比例加法器和CPU依次串联连接，CPU还与移动通信模块、GPS模块和电源单元分别连接。所述比例加法器包括:小电压互感器二次侧绕组串联电阻R2后接入运算放大器0Ρ07的3号管脚，运算放大器0Ρ07的2号管脚串联电阻Rl后接地，运算放大器0Ρ07的4号管脚和6号管脚分别接正负电源、5号管脚与CPU的I/O接口连接，电阻Rf的两端分别接到运算放大器0Ρ07的2号管脚和5号管脚。电阻R3的一端连接到运算放大器0Ρ07的3号管脚、另一端与基准电压源AD584的I号和2号管脚分别连接，基准电压源AD584的8号管脚接电源、4号管脚接地，基准电压源AD584的3号和5号管脚悬空、6号和7号管脚之间连接电容C。配电网故障定位系统的定位方法，包括: (I)变电站终端实时检测变电站输出线路始端电压互感器PT 二次侧零序电压值。(2)线路终端实时检测各分支线路上零序电流互感器的零序电流值。(3)被检测的电压互感器PT 二次侧零序电压值超过预设的启动值后，变电站终端记录设定时间内的暂态零序电压值。(4)被检测的电流互感器CT 二次侧零序电流值超过预设的启动值后，线路终端记录设定时间内的暂态零序电流值。(5)变电站终端将设定时间内的暂态零序电压数据进行累加求和，若累加和大于等于0，则标记暂态零序电压方向为I ;若累加和小于0，则标记暂态零序电压方向为O ;并将零序电压方向传输给各处线路终端。(6)线路终端将设定时间内的暂态零序电流数据进行累加求和，若累加和大于等于0，则标记零序电流方向为I ;若累加和小于0，则标记零序电流方向为O。(7)各线路终端根据暂态零序电流、暂态零序电压的方向判断是否位于故障路径上，若暂态零序电压与暂态零序电流方向不同，则在故障路径上，若相同，则不在故障路径上；并将判断结果远程传输到主站，由主站确定出故障区段。(8)所述主站接收各线路终端的暂态零序电流和暂态零序电压方向数据，沿着配电线路拓扑图依次检测各线路终端的暂态零序电流和暂态零序电压方向:若线路终端的暂态零序电流和暂态零序电压方向相同，则判断该线路终端位于非故障线路上;若第η个线路终端的暂态零序电流和暂态零序电压方向相反，则继续检测，直至检测到第m个线路终端的暂态零序电流和暂态零序电压方向相同，则判断第η个线路终端到第m个线路终端为故障区段。主站根据检测结果对配电线路拓扑图进行对比着色，对故障区域标红，准确区分故障区域和非故障区域。本技术的有益效果是:1.采用基于暂态零序电压和暂态零序电流突变方向的接地故障在线定位系统，故障定位判断准确性高，适用于不同中性点接地方式的配电网络。2.暂态零序电压和暂态零序电流方向采用简单的累加和计算，计算方法简单，不用进行复杂的相量计算求得相位角。3.整个系统只需要安装一套变电站终端就可以实现零序电压方向的计算，极大地降低了成本和安装、运行维护的难度。4.系统采用零序电压和零序电流发生突变的时刻作为方向计算数据的起始点，这样不用在线路正常运行时也进行电压和电流参数的检测，极大地降低终端检测设备的功耗。5.故障信息和故障区段着色都可以在主站上显示，无需人工沿线路巡视。6.通过比较各线路终端处零序电压和零序电流方向的差异来判断是否位于故障路径上，并将判断结果远程传输到主站，最后由主站确定出故障区段。将故障判断的计算分散在了主站和终端两个设备执行，大大减少了主站的工作量，具有较强的实际应用效果。【附图说明】图1为本技术配电网故障定位系统结构示意图；图2是变电站终端示意图；图3是线路终端示意图。其中，1.变电站终端,2.线路终端,3.主站。【具体实施方式】:下面结合附图与实施例对本技术做进一步说明:本技术提出的一种新的配电网故障定位系统及方法，其原理是在线路发生单相接地故障时，故障线路的暂态零序电流与暂态零序电压极性相反，且滞后零序电压90度；而非故障线路暂态零序电流与暂态零序电压极性相同，且超前零序电压90度。将变电站终端I的计算结果传输给各线路终端2，这样各线路终端2便同时获得了暂态本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种配电网故障定位系统，其特征是，包括：变电站终端：安装在母线上、用于实现暂态零序电压的检测和暂态零序电压方向的判断，并将检测结果传送至各处线路终端；若干线路终端：安装在配电网各分支线路上、用于实现暂态零序电流的检测和暂态零序电流方向的判断，并根据接受到的暂态零序电压方向和检测到的暂态零序电流的方向判断其是否处在故障线路上，并将检测结果传送至主站；主站：用于接收线路终端的判断结果，确定接地故障线路区段，并将故障线路和非故障线路区分；变电站终端与线路终端无线通信，所述变电站终端和线路终端分别与主站无线通信。

【技术特征摘要】
1.一种配电网故障定位系统，其特征是，包括: 变电站终端:安装在母线上、用于实现暂态零序电压的检测和暂态零序电压方向的判断，并将检测结果传送至各处线路终端； 若干线路终端:安装在配电网各分支线路上、用于实现暂态零序电流的检测和暂态零序电流方向的判断，并根据接受到的暂态零序电压方向和检测到的暂态零序电流的方向判断其是否处在故障线路上，并将检测结果传送至主站； 主站:用于接收线路终端的判断结果，确定接地故障线路区段，并将故障线路和非故障线路区分； 变电站终端与线路终端无线通信，所述变电站终端和线路终端分别与主站无线通信。2.如权利要求1所述的一种配电网故障定位系统，其特征是，所述变电站终端包括:小电压互感器、比例加法器和CPU依次串联连接，CPU还与移动通信模块、GPS模块和电源单元分别连接。3.如权利要求1所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建修，李立生，邵志敏，孙勇，张世栋，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网山东省电力公司电力科学研究院，
类型：新型
国别省市：山东;37