[发明专利]用于确定相对地故障位置的方法

说明书

技术领域

本发明涉及电网中单相接地故障的定位。

背景技术

接地故障的定位是具挑战性的任务。存在许多使计算出的故障位置 估计的精确度劣化的因素，如故障电阻和负载。配电网尤其具挑战性，因 为它们具有进一步复杂化和挑战故障定位算法的特定特征。这些特征包括 例如线路的非均质性、负载抽头和支线的存在。

基于阻抗的故障定位算法已成为基于现代微处理器的保护继电器 的工业标准。这些算法普及的原因在于它们容易实现，因为它们利用与其 他功能相同的信号。在定位短路故障时，它们的性能已证明是令人满意的， 但它们常常不能定位低电流接地故障，即高阻抗接地系统中的接地故障。 这是由于高阻抗接地网络中的接地故障与短路故障根本上不同。

文献“Earth fault distance computation with fundamental frequency signals based on measurements in substation supply bay”； Seppo Matti Lehtonen；VTT Research Notes 2153；Espoo 2002 公开了未接地的、消弧线圈补偿的和低电阻接地的网络中单相接地故障的 故障定位方法的例子。所公开的方法基于变电站供给架中的测量，因此其 不能最优地应用于馈线架。基于该文献中展示的模拟结果，该算法的性能 相当有限：在2MVA负载和30ohm故障电阻的情况下，30km线路的最 大误差是-6.25km，即-21％。在有实际扰动记录的情况下，可预期甚至更 大的误差。

现有技术的故障定位算法通常基于负载被分接于电线(例如馈线) 终点的假设，即总是假设故障位于负载点的前方。在实际的中压馈线中， 该假设很少是正确的。实际上，考虑到电压降，负载通常位于馈线的起始 端或者或多或少随机遍布整个馈线长度。在这种情况下，现有技术的故障 定位算法的精确度降低。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种方法和一种用于实现该方法的装置， 以克服上述问题或至少缓解所述问题。本发明的各目的通过特征在于独立 权利要求中所述内容的一种方法、一种计算机程序产品和一种装置来实 现。本发明的优选实施例在从属权利要求中公开。

本发明基于根据电线的电压降分布图来确定距故障的距离的思想， 并且利用了等效负载距离的概念，等效负载距离指的是等效负载点距测量 点的距离，等效负载点相当于电线的全部负载被建模为集中于电线的单个 点。

本发明的一个优点在于可以改善故障定位的精确度。对电线负载逼 真地建模，可以获得更精确的故障位置。此外，本发明提供了改善的负载 电流容差。

附图说明

以下参照附图通过优选实施例更详细地描述本发明，在附图中：

图1是示出了可在其中使用本发明的电网的图；

图2示出了根据本发明的等效负载距离的由来；

图3是电线的电压降曲线的例子；

图4是电线的等效负载距离曲线的例子；

图5是电线上的单相接地故障的对称分量等效电路；

图6例示了电线的等效负载距离曲线和叠加的故障距离线；

图7示出了故障距离线倾斜；以及

图8是具有分支的电线的等效负载距离曲线的例子。

具体实施方式

本发明的应用不限于任何特定系统，但其可以与各种三相电系统相 结合使用来确定相对地(phase-to-earth)故降在电网的三相电线上的位 置。该电线可以例如是馈线，且可以是架空线或电缆或两者的组合。其中 实现本发明的电力系统可以例如是输电网或配电网或其组成部分，且可以 包括若干馈线。此外，本发明的使用不限于采用50Hz或60Hz基频的系 统或任何特定电压电平。