[发明专利]单相接地测距方法和测距装置

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统继电保护领域，具体而言，涉及一种用于测量小电流接地系统单相接地的故障点的位置的测距方法和测距装置。

背景技术

小电流接地系统是指发生单相接地故障时，故障电流较小的系统，具体指中性点不接地、中性点经消弧线圈或者中性点经高电阻接地系统，俗称小电流系统。小电流系统发生单相接地故障，因不构成短路回路，不必快速切除故障线路，停止用户供电。据统计，单相接地故障占整个配电系统所有故障的70％以上。为保证供电可靠性，我国的配电系统通常采用小电流系统。小电流系统发生单相接地故障后，如不能及时消除故障，故障点的故障电弧可能烧毁设备，并引发相间故障，扩大事故，因此我国的电力系统运行规程规定：小电流系统发生单相接地故障允许带电运行两小时，也意味着单相接地故障必须在两小时内清除。要清除故障，必须确定故障位置，检测小电流接地系统单相接地故障位置的方法称为故障测距。但是由于小电流接地系统单相接地不构成明显的短路回路，稳态信号特征不明显，因此，小电流接地系统单相接地故障测距一直是个无法解决的难题。

虽然现今已提出了基于单相接地故障模量行波的测距方法，但是电力系统中无法直接获得模量行波，需要通过相模变换将三相互感器获得的三相行波变换为模量行波，而在绝大多数的小电流接地系统中由于单相接地不需要跳闸，因此通常只安装两相互感器和零序互感器，因此无法获取三种模量行波，从而也无法实现单相接地故障测距。因此，需求一种新的方式，适用于现有的小电流接地系统互感器安装的现场情况，准确地测出单相接地故障的距离。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种新的方式，适用于现有的小电流接地系统互感器安装的现场情况，准确地测出单相接地故障的距离。

有鉴于此，本发明公开了一种测距方法，用于测量小电流接地系统单相接地的故障点的位置，包括：步骤102，在小电流接地系统的出线上设定测量点，并实时同步采集电流行波，所述出线上发生单相接地时，所述电流行波中包括经导线与导线传播的故障初始行波和经导线与大地传播的故障初始行波；步骤104，根据x＝v1*v2*Δt/(v1-v2)，得到所述测量点至所述故障点的距离，其中，Δt为所述经导线与导线传播的故障初始行波到达所述测量点的时间和所述经导线与大地传播的故障初始行波到达所述测量点的时间的时间差，v1为经导线与导线传播的电流行波的波速度，v2为经导线与大地传播的电流行波的波速度，x为所述测量点至所述故障点的距离。在本申请中，符号“*”都表示相乘。

在上述技术方案中，优选地，在所述步骤102中，使用一相电流互感器和零序电流互感器实时同步采集所述电流行波，其中，所述一相电流互感器采集的电流行波中包括所述经导线与导线传播的故障初始行波，所述零序电流互感器采集的电流行波中包括所述经导线与大地传播的故障初始行波。

在上述技术方案中，优选地，在所述步骤102中，使用三相电流互感器实时同步采集所述电流行波，所述三相电流互感器采集的电流行波中第一个行波为所述经导线与导线传播的故障初始行波，所述三相电流互感器采集的电流行波中第一个在三相上极性均相同行波为所述经导线与大地传播的故障初始行波。

在上述技术方案中，优选地，在所述步骤104中，所述出线上发生单相接地的情况时，对所述电流行波进行小波变换以获得经导线与导线传播的故障初始行波到达所述测量点的时间和经导线与大地传播的故障初始行波到达所述测量点的时间。

本发明还公开了一种测距装置，用于测量小电流接地系统单相接地的故障点的位置，包括：采集模块，在小电流接地系统的出线上设定测量点，并实时同步采集电流行波，所述出线上发生单相接地时，所述电流行波中包括经导线与导线传播的故障初始行波和经导线与大地传播的故障初始行波；距离计算模块，根据x＝v1*v2*Δt/(v1-v2)，得到所述测量点至所述故障点的距离，其中，Δt为所述经导线与导线传播的故障初始行波到达所述测量点的时间和所述经导线与大地传播的故障初始行波到达所述测量点的时间的时间差，v1为经导线与导线传播的电流行波的波速度，v2为经导线与大地传播的电流行波的波速度，x为所述测量点至所述故障点的距离。

在上述技术方案中，优选地，所述采集模块基于一相电流互感器和零序电流互感器，实时同步采集所述电流行波，其中，所述一相电流互感器采集的电流行波中包括所述经导线与导线传播的故障初始行波，所述零序电流互感器采集的电流行波中包括所述经导线与大地传播的故障初始行波。