基于交流信号注入的离线式架空线单相接地故障定位方法技术

一种基于交流信号注入的离线式架空线单相接地故障定位方法，在单相接地故障发生后，隔离故障线路并利用信号发生装置向三相线路同时注入交流电压信号；根据分支点处不同支路的零序导纳角差异判定故障支路，再利用故障支路不同检测点的零序导纳角差异确定故障方向；本发明专利技术是对基于故障点两侧信号幅值差的故障离线定位方法的改良，综合利用故障支路与非故障支路、故障点上下游的零序导纳角信息作为新的单相接地故障定位思路，避免了故障点两侧信号幅值差方法存在线路电容分流作用以及非接触式信号测量方法测量精度低的问题。相比于已有信号幅值差定位方法，其不受系统结构和运行方式的影响，可以耐受更高的过渡电阻，适用范围更广，可靠性更高。可靠性更高。可靠性更高。

【技术实现步骤摘要】
基于交流信号注入的离线式架空线单相接地故障定位方法


[0001]本专利技术属于电网故障检测及定位
，具体涉及一种基于交流信号注入的离线式架空线单相接地故障定位方法，适用于架空配电线路永久性单相接地故障的情况。

技术介绍

[0002]配电网是国民经济和社会发展的重要公共基础设施，对促进经济社会进步具有重要的支撑与保障作用。配电线路结构复杂，自然环境变化多样，易发生接地故障，其中以单相接地故障发生的概率最高。当发生单相接地故障时，故障产生的健全线路过电压易导致绝缘薄弱点击穿，可能引发短路故障，扩大故障范围，甚至造成供电中断。近年来，随着经济发展社会进步，用户对供电质量和供电可靠性的要求也越来越高，使得停电造成的经济损失以及社会的不良影响也越来越大。此外，单相接地故障同样会产生威胁人身安全的事故，如电弧燃烧导致森林火灾、树障与人体触电等。
[0003]确定故障点的精确位置对于快速、准确、有效地找到并及时消除故障、恢复供电具有十分重要的意义。目前区段定位技术已相对成熟，零序电流比较法、谐波分量法、中电阻法、矩阵法等故障区段定位技术广泛应用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于交流信号注入的离线式架空线单相接地故障定位方法，其特征在于，包括：步骤1，配电网的架空线单相接地故障发生后，隔离架空线的单相接地故障线路并利用信号发生装置向架空线的三相线路同时注入频率恒为f、相位恒为θ的交流电压信号；步骤2，控制器通过卫星通信模块来借助卫星作为授时源以及通过非接触式信号测量装置沿架空线的线路采集第j条支路上第k个检测点Q
jk
处的零序电流信号，计算得到该检测点零序导纳角其中j＝1,2
…
m，k＝1,2
…
n，m为支路数量，n为第j条支路上的检测点数量；步骤3，令k＝1，依次比较每一个分支点处不同支路首端Q
j1
的零序导纳角与设定的门槛值若条件满足判据，则判断该检测点所在支路发生永久性单相接地故障，并执行步骤4，否则令j＝j+1，执行步骤3；步骤4，在确定故障支路的前提下进行故障点精确定位；步骤5，若j≤m，则执行步骤3，否则可确定线路首段至线路末端无永久性单相接地故障发生。2.根据权利要求1所述的基于交流信号注入的离线式架空线单相接地故障定位方法，其特征在于，步骤2具体包括：步骤2.1：控制器选取零序电流信号注入后的某时刻作为零时刻，记为t0，零时刻t0对应零序电流信号的相位记为θ
t0
；步骤2.2：以卫星作为授时源，该授时源提供同步信号发生与作为信号测量装置的控制器的时钟；步骤2.3：信号测量装置在t0时刻采样零序电流信号，测得多个零序电流信号对应于θ
t0
‑
u
或者θ
t0
‑
d
的时刻，记为t
in
，其中，n＝1、2、3
…
，得到检测点Q
jk
处零序电压与零序电流的时间差t
jk
为：t
jk
＝t
in
‑
n
·
360
°±
Δt其中，Δt为与信号测量装置的时钟的同步误差；步骤2.4：计算检测点Q
jk
处零序导纳角其表达式为：式中：f为注入信号的频率。3.根据权利要求1所述的基于交流信号注入的离线式架空线单相接地故障定位方法，其特征在于，区分位于电压波谷到波峰的上升区间内以及电压波峰到波谷的下降区间内不同的θ
t0
，且分别记为θ
t0
‑
u
和θ
t0
‑
d
。4.根据权利要求2所述的基于交流信号注入的离线式架空线单相接地故障定位方法，其特征在于，步骤3中的判据即5.根据权利要求1所述的基于交流信号注入的离线式架空线单相接地故障定位方法，其特征在于，步骤4具体包括：步骤4.1：令k＝k+1，依次比较故障支路不同检测点Q
jk
处零序导纳角与设定的门槛值若检测点Q
jk
处零序导纳角满足判据，即则判断故障方向为正，即该检测点位于故障点上游，并执行步骤3，否则故障方向为负，即该检测点位于故障点下游，此时认为故障点位于检测点Q
jk
‑1和Q
jk
之间，并执行步骤4.2；
步骤4.2：比较检测点Q
jk
‑1和Q
jk
之间的距离与设定的门槛值x
set
，若则令k＝k+1，继续比较检测点Q
jk
处零序导纳角与设定的门槛值若则判断故障方向为正，即该检测点位于故障点上游，此时认为故障点位于检测点Q
jk
‑1和Q
jk
之间，执行步骤4.2，否则故障方向为负，即该检测点位于故障点下游，此时认为故障点位于检测点Q
jk
‑2和Q
jk
之间，执行步骤4.3，若在检测点Q
jk
‑1和Q
jk
之间进行巡线，直至找到零序导纳角由变化到的点，即故障点精确位置；步骤4.3：比较检测点Q
jk
‑2和Q
jk
之间的距离与设定的门槛值x
set
，若则令k＝k+1，继续比较检测点Q
jk
处零序导纳角与设定的门槛值若则判断故障方向为正，即该检测点位于故障点上游，此时认为故障点位于检测点Q
jk
‑1和Q
jk
之间，执行步骤4.2，否则故障方向为负，即该检测点位于故障点下游，此时认为故障点位于检测点Q
jk
‑2和Q
jk
之间，执行步骤4.3，若在检测点Q
jk
‑2和Q
jk
之间进行巡线，直至找到零序导纳角由变化到的点，即故障点精确位置。6.根据权利要求1所述的基于交流信号注入的离...

【专利技术属性】
技术研发人员：董轩，张金帅，徐铭铭，王俊杰，谢芮芮，薛永端，郭剑黎，彭磊，郭祥富，尚德，冯光，王鹏，张建宾，陈明，
申请(专利权)人：中国石油大学华东国网河南省电力公司国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：