基于母线注入信号的配电网行波测距方法和系统技术方案

本发明专利技术提供了基于母线注入信号的配电网行波测距方法和系统，包括：获取配电网线路参数和电压值；在发生故障的情况下，根据电压值检测故障并识别故障相；闭合开关，向系统注入行波信号，并记录闭合开关的时刻；选择母线处电压行波的有效线模分量，并记录返回时刻；根据线路参数进行故障测距计算得到融合测距结果。本发明专利技术利用了现有的信号注入源设备，仅需在母线的控制单元装设行波检测装置，可以同时实现区段定位和故障测距，故障测距结果准确性高。同时，基于单端量测无需GPS时钟同步，降低了设备成本。

Distribution Network Traveling Wave Ranging Method and System Based on Bus Injection Signal

The invention provides a traveling wave fault location method and system for distribution network based on bus injection signal, which includes: acquiring line parameters and voltage values of distribution network; detecting faults and identifying fault phases according to voltage values in case of faults; closing switches, injecting traveling wave signals into the system and recording the time of closing switches; selecting effective line mode components of voltage traveling wave at bus and recording them. Record the time of return and calculate the fault location according to the line parameters to get the fusion result. The invention utilizes the existing signal injection source equipment and only needs to install a traveling wave detection device in the bus control unit, which can simultaneously realize section location and fault location, and the accuracy of fault location results is high. At the same time, GPS clock synchronization is not needed for single-end measurement, which reduces the cost of equipment.

【技术实现步骤摘要】
基于母线注入信号的配电网行波测距方法和系统
本专利技术涉及电力系统
，尤其是涉及基于母线注入信号的配电网行波测距方法和系统。
技术介绍
我国中压配电网通常采用中性点不接地或消弧线圈接地方式，单相接地故障是影响配电系统供电可靠性的重要原因之一，快速、准确的故障测距技术能够缩小停电范围、缩短停电时间，对提高配电网的安全性、可靠性和经济性具有重要的意义。现有故障测距技术从基本原理上可以分为阻抗法和行波法。行波法因为受线路参数、故障电阻及运行方式影响小，得到了广泛的重视。行波法根据行波的产生方式又可以分为基于故障信号和基于注入信号两类。基于故障信号的行波测距技术利用故障产生的行波进行测距，包括单端法、双端法、多端法等。基于故障信号的行波测距技术最大的问题是受故障时刻相角影响较大，如果故障时刻相角较小，则将导致行波信号微弱造成测距误差较大。且基于双端或多端测量原理的测距技术需要实现同步测量，增大了设备成本。综上所述，现有技术中缺少能够有效实现故障测距的方法和系统。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供基于母线注入信号的配电网行波测距方法和系统，利用了现有的信号注入源设备，仅需在母线的控制单元装设行波检测装置，可以同时实现区段定位和故障测距，故障测距结果准确性高。同时，基于单端量测无需GPS时钟同步，降低了设备成本。第一方面，本专利技术实施例提供了基于母线注入信号的配电网行波测距方法，包括：获取配电网线路参数和电压值；在发生故障的情况下，根据所述电压值检测故障并识别故障相；闭合开关，向系统注入行波信号，并记录闭合开关的时刻；选择母线处电压行波的有效线模分量，并记录返回时刻；根据所述线路参数进行故障测距计算得到融合测距结果。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述电压值包括三相电压和零序电压，所述在发生故障的情况下，根据所述电压值检测故障并识别故障相包括：变电站的控制单元监视所述三相电压和所述零序电压；在发生单相接地故障的情况下，所述控制单元根据所述三相电压和所述零序电压的变化值检测故障并识别故障相。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述闭合开关，向系统注入行波信号，并记录闭合开关的时刻包括：判断故障是否为永久性接地故障；若为所述永久性接地故障，则变电站的控制单元向系统中注入所述行波信号，并记录闭合开关的时刻。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述根据所述线路参数进行故障测距计算得到融合测距结果包括：计算故障点到母线的距离；计算从开关闭合时刻到有效线模信号到达母线时刻的时间差；重复注入所述行波信号，并进行所述故障测距计算得到多个测距结果；对所述多个测距结果利用最小二乘估计得到所述融合测距结果。第二方面，本专利技术实施例提供了基于母线注入信号的配电网行波测距系统，包括：获取单元，用于获取配电网线路参数和电压值；故障识别单元，用于在发生故障的情况下，根据所述电压值检测故障并识别故障相；信号注入单元，用于闭合开关，向系统注入行波信号，并记录闭合开关的时刻；返回时间记录单元，用于选择母线处电压行波的有效线模分量，并记录返回时刻；计算单元，用于根据所述线路参数进行故障测距计算得到融合测距结果。本专利技术提供了基于母线注入信号的配电网行波测距方法和系统，包括：获取配电网线路参数和电压值；在发生故障的情况下，根据电压值检测故障并识别故障相；闭合开关，向系统注入行波信号，并记录闭合开关的时刻；选择母线处电压行波的有效线模分量，并记录返回时刻；根据线路参数进行故障测距计算得到融合测距结果。本专利技术利用了现有的信号注入源设备，仅需在母线的控制单元装设行波检测装置，可以同时实现区段定位和故障测距，故障测距结果准确性高。同时，基于单端量测无需GPS时钟同步，降低了设备成本。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的基于母线注入信号的配电网行波测距方法流程图；图2为本专利技术实施例提供的注入信号源的结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的混合配电网分支线路图；图4为本专利技术实施例提供的另一混合配电网分支线路图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。目前，我国中压配电网通常采用中性点不接地或消弧线圈接地方式，单相接地故障是影响配电系统供电可靠性的重要原因之一，快速、准确的故障测距技术能够缩小停电范围、缩短停电时间，对提高配电网的安全性、可靠性和经济性具有重要的意义。现有故障测距技术从基本原理上可以分为阻抗法和行波法。行波法因为受线路参数、故障电阻及运行方式影响小，得到了广泛的重视。行波法根据行波的产生方式又可以分为基于故障信号和基于注入信号两类。基于故障信号的行波测距技术利用故障产生的行波进行测距，包括单端法、双端法、多端法等。基于故障信号的行波测距技术最大的问题是受故障时刻相角影响较大，如果故障时刻相角较小，则将导致行波信号微弱造成测距误差较大。且基于双端或多端测量原理的测距技术需要实现同步测量，增大了设备成本。综上所述，现有技术中缺少能够有效实现故障测距的方法和系统。基于此，本专利技术实施例提供的基于母线注入信号的配电网行波测距方法和系统，利用了现有的信号注入源设备，仅需在母线的控制单元装设行波检测装置，可以同时实现区段定位和故障测距，故障测距结果准确性高。同时，基于单端量测无需GPS时钟同步，降低了设备成本。实施例一：参照图1，基于母线注入信号的配电网行波测距方法，包括：步骤S101，获取配电网线路参数和电压值；步骤S102，在发生故障的情况下，根据电压值检测故障并识别故障相；步骤S103，闭合开关，向系统注入行波信号，并记录闭合开关的时刻；步骤S104，选择母线处电压行波的有效线模分量，并记录返回时刻；步骤S105，根据线路参数进行故障测距计算得到融合测距结果。进一步地，电压值包括三相电压和零序电压，在发生故障的情况下，步骤S102包括：变电站的控制单元监视三相电压和所述零序电压；在发生单相接地故障的情况下，控制单元根据所述三相电压和所述零序电压的变化值检测故障并识别故障相。进一步地，步骤S103包括：判断故障是否为永久性接地故障；若为永久性接地故障，则变电站的控制单元向系统中注入行波信号，并记录闭合开关的时刻。具体地，本实施例需要对注入行波信号的过程机理进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于母线注入信号的配电网行波测距方法，其特征在于，包括：获取配电网线路参数和电压值；在发生故障的情况下，根据所述电压值检测故障并识别故障相；闭合开关，向系统注入行波信号，并记录闭合开关的时刻；选择母线处电压行波的有效线模分量，并记录返回时刻；根据所述线路参数进行故障测距计算得到融合测距结果。

【技术特征摘要】
1.基于母线注入信号的配电网行波测距方法，其特征在于，包括：获取配电网线路参数和电压值；在发生故障的情况下，根据所述电压值检测故障并识别故障相；闭合开关，向系统注入行波信号，并记录闭合开关的时刻；选择母线处电压行波的有效线模分量，并记录返回时刻；根据所述线路参数进行故障测距计算得到融合测距结果。2.根据权利要求1所述的基于母线注入信号的配电网行波测距方法，其特征在于，所述电压值包括三相电压和零序电压，所述在发生故障的情况下，根据所述电压值检测故障并识别故障相包括：变电站的控制单元监视所述三相电压和所述零序电压；在发生单相接地故障的情况下，所述控制单元根据所述三相电压和所述零序电压的变化值检测故障并识别故障相。3.根据权利要求1所述的基于母线注入信号的配电网行波测距方法，其特征在于，所述闭合开关，向系统注入行波信号，并记录闭合开关的时刻包括：判断故障是否为永久性接地故障；若为所述永...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐郑，薛融，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：北京,11