本发明专利技术公开了一种配电网单相接地故障的带电定位装置，该装置适用于３～６０ｋＶ中性点非有效接地电网。所述定位装置由上位机和下位机两个部分组成，上位机装置安装于变电站内，用于测量和传输母线零序电压信号，由Ａ／Ｄ、ＣＰＵ、移动通信模块、ＧＰＳ模块组成。下位机装置为手持设备在线路上移动检测，用于测量零序电流信号及完成定位计算，由相电流测量器和定位器组成。相电流测量器由电流变换器、Ａ／Ｄ、蓝牙无线收发模块组成，用于测量三相电流信号；定位器由ＣＰＵ、蓝牙无线收发模块、移动通信模块、ＧＰＳ模块组成，用于合成零序电流信号、接收零序电压信号以及完成定位计算。本发明专利技术技术成熟、可靠性高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于一种电力技术和设备，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，在带故障运行的情况下进行准确定位。
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，又称为小电流接地系统， 小电流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1 2个小时，但是必须尽快找到故障点，这就提出了带电故障定 位问题。配电网单相接地故障带电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。有文献提出从PT注入高频信 号，沿线路检测该信号确定故障位置，但是由于线路分布电容对高频信号形成通路，因此在 经电阻接地时定位不准确。申请号为2008102248858的专利技术专利公开了一种配电网单相接 地故障定位方法，该定位方法原理为首先在线路始端注入高压直流信号，沿线路检测直流 信号确定故障区域；然后在线路始端注入高压交流信号，沿线路检测交流信号确定故障点 位置。该方法在应用时需要将可以运行的线路停电，并采取措施将线路从电力系统中隔离， 然后通过特制的信号源将信号注入到线路中后再进故障定位。该定位方法在线路停电后 的故障定位精度高，但是，必须对线路采取停电措施才能应用，使得可以供电的线路必须停 电，影响供电可靠性和用户的用电。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术上的不足，基于新的定位方法提供一种针对配电网 单相接地故障的带电定位装置。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。本专利技术的技术方案如下一种配电网单相接地故障带电定位装置，其特征为该单相接地故障定位装置由 上位机和下位机两个部分组成，所述上位机装置安装于变电站内，用于测量和传输母线零 序电压信号；所述下位机装置为手持设备在线路上移动检测，用于测量零序电流信号及完 成定位计算；所述上位机和下位机通过移动通信方式进行信息传递；当中性点非有效接地电力系统发生单相接地时，在线路带单相接地故障运行的情 况下进行故障定位，定位装置的上位机和下位机在异地分别对母线零序电压信号、线路零 序电流信号两个相量进行同步测量，上位机通过移动通信方式将测量的母线零序电压信号 传输到故障定位装置的下位机；所述下位机将接收到的零序电压信号和就地测量到的零序 电流信号进行分析计算，根据零序分量有功功率的方向确定故障点位于检测点的上游或是 下游，通过移动式检测最终确定故障点的位置。如果零序分量的有功功率值大于零，则判断 故障点在检测点的上游，向上查寻；如果零序分量的有功功率值小于零，则判断故障点在检测点的下游，向下查寻。这样经过移动式检测，最终确定故障点位置。本专利技术的故障定位装置通过以下方法实现故障定位所述的上位机装置安装于变电站内，变电站PT开口三角绕组的二次线路接入上位机中，输入有效值在0-100V范围内的零序电压模拟量。上位机的GPS模块在获得时标的 同时发出秒脉冲信号，在每个整秒时刻触发A/D对零序电压进行采样，采用FFT算法对采样 值进行计算，得到零序电压信号的幅值和相位，然后利用移动通信方式将零序电压信号的 幅值和相位以及对应的时标信息发送至下位机。所述的下位机装置为手持设备在线路上移动检测。下位机装置包括相电流检测器 和定位器，所述相电流检测器通过钳形表头套接在线路上，测量相电流数值。定位器的GPS 模块在获得时标的同时发出秒脉冲信号，触发蓝牙无线收发模块向相电流测量器发出信 令。相电流测量器的蓝牙无线收发模块接收到信令后触发A/D对相电流模拟量进行采样， 得到相电流的瞬时值，进一步将该瞬时值回传至定位器。定位器将三相电流瞬时值进行合 成，得到零序电流信号，采用FFT算法对合成的零序电流值进行计算，得到零序电流信号的 幅值和相位。所述定位器接收到上位机发送的零序电压幅值、相位后，通过时标对比，找到同一 个时刻测量的零序电流信号的幅值和相位，计算出零序分量的有功功率值。从零序回路的 等值模型来看，零序电流的有功分量方向是从故障点流向母线及线路的末端，因此如果接 地点在检测点的上游，则检测到的零序有功功率大于零；反之如果接地点在检测点的下游， 则检测到的零序电流有功功率小于零。这样定位器根据零序分量的有功功率值的正负就能 够判断接地点在检测点的上游或下游，如果零序分量的有功功率值大于零，则判断故障点 在检测点的上游，向上查寻；如果零序分量的有功功率值小于零，则判断故障点在检测点的 下游，向下查寻。这样经过移动式检测，就可以不断缩小故障区域，最终确定故障点位置。本专利技术的优点如下1、既能够确定故障点所在区域，也可以确定故障点的准确位置。2、同步测量零序电压相量和零序电流相量，不受线路分布电容的影响，能够有效 解决高阻接地情况下的定位问题。3、不用在每条线路上安装装置，利用一套装置可以进行多条线路的定位，极大的 节约成本。4、下位机采用手持结构、利用电池供电，便于野外操作，灵活性高。5、可以在带故障运行情况下定位，提高系统运行的可靠性。6、技术成熟、可靠性高，适用于3 60kV中性点不接地或中性点经消弧线圈接地的配电网，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。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；图2是单相接地故障时零序回路的等值电路图；图3是上位机的原理图；图4是下位机相电流检测器的原理图；图5是下位机定位器的原理图。具体实施例方式下面结合说明书附图，通过具体实施例对本专利技术的技术方案作进一步详细说明。本专利技术提出的一种基于新的定位方法的配电网单相接地故障带电定位装置，其原理是在线路带单相接地故障运行的情况下，定位装置在异地对零序电压和零序电流两个相 量进行同步测量，并将零序电压信号和零序电流信号进行集中分析计算，根据零序分量的 有功功率方向确定故障点位于检测点的上游或是下游，通过移动式检测最终确定故障点的 位置。基于本专利技术研制的定位装置由上位机和下位机两个部分组成。所述的上位机装置 安装于变电站内，变电站PT开口三角绕组的二次线路接入上位机中，输入有效值在0-100V 范围内的零序电压模拟量。上位机的GPS模块在获得时标的同时发出秒脉冲信号，在每个 整秒时刻触发A/D对零序电压进行采样，采用FFT算法对采样值进行计算，得到零序电压信 号的幅值和相位，然后利用移动通信方式将零序电压信号的幅值和相位以及对应的时标信 息发送至下位机。所述的下位机装置为手持设备在线路上移动检测。相电流检测器通过钳形表头套 接在线路上，测量相电流数值。定位器的GPS模块在获得时标的同时发出秒脉冲信号，触发 蓝牙无线收发模块向相电流测量器发出信令。相电流测量器的蓝牙无线收发模块接收到信 令后触发A/D对相电流模拟量进行采样，得到相电流的瞬时值，进一步将该瞬时值回传至 定位器。定位器将三相电流瞬时值进行合成，得到零序电流信号，采用FFT算法对合成的零 序电流值进行计算，得到零序电流信号的幅值和相位。定位器接收到上位机发送的零序电压幅值、相位后，通过时标对比，找到同一个时 刻测量的零序电流信号的幅值和相位，计算出零序分量的有功功率值。从零序回路的等值 模型来看，零序电流的有功分量方向是从故障点流向母线及本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种配电网单相接地故障带电定位装置，其特征为：该单相接地故障定位装置由上位机和下位机两个部分组成，所述上位机装置安装于变电站内，用于测量和传输母线零序电压信号；所述下位机装置为手持设备在线路上移动检测，用于测量零序电流信号及完成定位计算；所述上位机和下位机通过移动通信方式进行信息传递；当中性点非有效接地电力系统发生单相接地时，在线路带单相接地故障运行的情况下进行故障定位，定位装置的上位机和下位机在异地分别对母线零序电压信号、线路零序电流信号两个相量进行同步测量，上位机通过移动通信方式将测量的母线零序电压信号传输到故障定位装置的下位机；所述下位机将接收到的零序电压信号和就地测量到的零序电流信号进行分析计算，根据零序分量有功功率的方向确定故障点位于检测点的上游或是下游，通过移动式检测最终确定故障点的位置。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杨以涵，李岩松，齐郑，张福华，辛晓光，于鑫，
申请(专利权)人：华北电力大学，北京丹华昊博电力科技有限公司，辽宁省电力有限公司丹东供电公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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