配电网的故障定位装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术揭示一种故障定位装置，包括至少一个传感器及故障位置评估装置。该至少一个传感器安装在配电网上，用于感应安装位置的电流并将该配电网分割成至少两个区域。该故障位置评估装置包括故障区域确定单元，用于根据该传感器感应的电流来确定该至少两个区域中哪个区域为故障区域。本发明专利技术还揭示有一种故障定位方法。

【技术实现步骤摘要】
配电网的故障定位装置及方法
本专利技术公开的实施方式涉及电力系统上的故障定位装置和方法，尤其是针对对配电网（DistributionNetwork）上的故障进行定位的装置及方法。
技术介绍
在电力系统中，故障的快速、准确定位是一个非常重要的环节，以保证电力系统的正常运行进而降低系统平均停电持续时间指标（systemaverageinterruptiondurationindex,SAIDI）。当一个故障发生时，例如短路故障，必须要作出快速的响应以缩小该短路故障影响的范围。在输电网（transmissionnetwork）上通过现有的阻抗法(impedance-basedmethod)可较容易找到故障点位置，因为输电网通常只有一条主线路。但是，对于配电网来说，其除了包括一条主线路以外，还包括大量的分支线路及分支负载。因此，通过现有的阻抗法来定位配电网上的故障点则很困难，无法获得较高的精准度，且效率低下。因此，有必要提供一种改进的故障定位装置及方法以解决至少上述技术问题。
技术实现思路
有鉴于上述提及之技术问题，本专利技术的一个方面在于提供一种故障定位装置。该故障定位装置包括：至少一个传感器，安装在配电网上，用于感应安装位置的电流并将该配电网分割成至少两个区域；及故障位置评估装置，其包括故障区域确定单元，用于根据该传感器感应的电流来确定该至少两个区域中哪个区域为故障区域。本专利技术的另一个方面在于提供另一种故障定位装置。该故障定位装置包括：至少一个传感器，安装在配电网上，用于感应安装位置的电流及电压；故障位置评估装置，包括：节点区间选择单元，用于依次选取该配电网内的每一个节点区间；节点区间分类单元，用于将每一个选取的节点区间分类至一个对应的等效故障模型；故障位置参数计算单元，用于基于对应的等效故障模型计算每一个选取的节点区间中假定故障点的故障距离‘D’及故障阻抗‘RF’；及候选故障位置记录单元，用于当计算出的故障距离‘D’及故障阻抗‘RF’满足RF≥0及0≤D≤DT时，将对应的假定故障点记录为候选故障位置，其中，‘DT’为对应节点区间的总长度。本专利技术的再一个方面在于提供一种故障定位方法。该故障定位方法包括：感应配电网中至少一个位置的电流；基于该至少一个位置将该配电网分割成至少两个区域；及根据该至少一个位置处感应的电流来确定该至少两个区域中哪个区域为故障区域。本专利技术提供的故障定位装置及方法，通过在配电网中设置传感器，通过该传感器将配电网分割为若干个区域，一方面可以根据传感器感测的电流确定该若干区域内哪一个区域为故障区域，因此缩小了故障排查范围；另一方面，根据故障位置评估装置来对故障区域内的所有节点区间进行计算以找出符合上述两个条件的节点区域中的候选故障位置。计算出来的候选故障位置的数量往往很少，有时甚至只有一个，在此基础上，操作人员便可较容易的排查出真实的故障位置，花费的时间大大缩短，且精确度也非常高。附图说明通过结合附图对于本专利技术的实施方式进行描述，可以更好地理解本专利技术，在附图中：图1所示为应用本专利技术故障定位装置的配电网的一种实施方式的示意图。图2所示为本专利技术故障定位系统的较佳实施方式的部分示意图。图3所示为图1配电网中显示出一个故障区域的示意图。图4所示为本专利技术故障定位系统的较佳实施方式的另一部分示意图。图5所示为本专利技术故障定位方法的较佳实施方式的流程图。图6所示为图1配电网中显示出一个故障区域及其内三个PPFP的示意图。图7-图14分别所示为八种等效故障模型的等效示意图。图15所示为图1配电网中显示出一个故障区域及其内一段节点区间的示意图。图16所示为图15所示节点区间与其对应的等效故障模型的示意图。图17所示为图6中包含两个候选故障位置的示意图。图18所示为四种故障阻抗下应用本专利技术故障定位装置进行定位故障具有的距离精确度的仿真图。具体实施方式本专利技术揭露的一个或者多个实施方式涉及具有候选故障位置评估功能的故障定位系统及故障定位方法，以用于评估配电网中每一个节点区间是否存在故障的可能性。通过本专利技术故障定位系统及故障定位方法进行评估，可以对配电网中所有的节点区间进行自动判断，并找出最有可能存在故障点的节点区间，即确定出候选故障位置。确定好的候选故障位置的数量非常少，可能为一个或几个。在此判断的基础上，操作人员可能有时就可以直接解决故障问题，或者仅需要再检查这些少量的候选故障位置即可，精确度和效率都非常高。在本文中所使用的术语“可能的功率流路径（possiblepowerflowpath,PPFP）”代表的是在一个配电网的故障区域内从一个初始端发送电流后，该电流可能的流经路径。本文中的传感器在一些实施方式为电流电压传感器，用于感应其所在位置处的电流及电压，有些实施方式中仅感应电流。该术语“节点区间”为配电网中两个相邻节点（node）之间的区间线路，每一个PPFP可能包括若干个节点区间，具体由配电网自身的网络结构所决定。该节点可能为配电网上的一些装置或电子元件所在的位置，例如变电站、发电机、电阻元件、晶体管元件等均可作为节点，这些节点及节点间电路的参数是事先可以确定的。以下将描述本专利技术的一个或者多个具体实施方式。首先要指出的是，在这些实施方式的具体描述过程中，为了进行简明扼要的描述，本说明书不可能对实际的实施方式的所有特征均作详尽的描述。应当可以理解的是，在任意一种实施方式的实际实施过程中，正如在任意一个工程项目或者设计项目中，为了实现开发者的具体目标，或者为了满足系统相关的或者商业相关的限制，常常会做出各种各样的具体决策，而这也会从一种实施方式到另一种实施方式之间发生改变。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本专利技术公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本公开揭露的
技术实现思路
的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本公开的内容不充分。除非另作定义，在本说明书和权利要求书中使用的技术术语或者科学术语应当为本专利技术所属
内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本说明书以及权利要求书中使用的“第一”或者“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“一个”或者“一”等类似词语并不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“或者”包括所列举的项目中的任意一者或者全部。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同元件，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。此外，“电路”或者“电路系统”以及“控制器”等可以包括单一组件或者由多个主动元件或者被动元件直接或者间接相连的集合，例如一个或者多个集成电路芯片，以提供所对应描述的功能。图1所示为应用本专利技术故障定位装置的配电网10的一种实施方式的示意图。在下面的描述中，为了更好的理解本专利技术的较佳实施方式，该配电网10仅通过若干个节点及它们之间的连接关系进行表示，其具体结构未示意出来。该配电网10可以为任何类型的电力系统，例如城市配电网系统、农村配电网系统等。在图1所示的实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种故障定位装置，用于定位配电网中的故障位置，其特征在于：该故障定位装置包括：至少一个传感器，安装在配电网上，用于感应安装位置的电流并将该配电网分割成至少两个区域；及故障位置评估装置，其包括故障区域确定单元，用于根据该传感器感应的电流来确定该至少两个区域中哪个区域为故障区域。

【技术特征摘要】
1.一种故障定位装置，用于定位配电网中的故障位置，其特征在于：该故障定位装置包括：至少一个传感器，安装在配电网上，用于感应安装位置的电流及电压；故障位置评估装置，包括：PPFP选择单元，用于依次选择配电网的每一个PPFP；节点区间选择单元，用于在选取的每一个PPFP中依次选取每一个节点区间；节点区间分类单元，用于基于选取的PPFP来将每一个选取的节点区间分类至一个对应的等效故障模型；故障位置参数计算单元，用于基于对应的等效故障模型计算每一个选取的节点区间中假定故障点的故障距离‘D’及故障阻抗‘RF’；候选故障位置记录单元，用于当计算出的故障距离‘D’及故障阻抗‘RF’满足RF≥0及0≤D≤DT时，将对应的假定故障点记录为候选故障位置，其中，‘DT’为对应节点区间的总长度。2.如权利要求1所述的故障定位装置，其特征在于：当选取的节点区间位于至少两个PPFP内时，该故障距离‘D’为对应的至少两个计算得出的故障距离‘D’的平均值或其中一个值。3.如权利要求1所述的故障定位装置，其特征在于：该等效故障模型包括至少一个传感器对应点、故障点、故障阻抗、节点区间对应的线路阻抗。4.如权利要求3所述的故障定位装置，其特征在于：该故障距离‘D’及故障阻抗‘RF’是根据该至少一个传感器感应的电流、电压及对应的等效故障模型的已知参数计算得出的。5.如权利要求1所述的故障定位...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴之林，何立汉，许之晗，伊利亚沃尔哈，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US