[实用新型]双定位高精度配网电压行波测距系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及的是一种双定位高精度配网电压行波测距系统，适用高压配电网线路的故障测距，本系统能用于电力系统的配电网线路及大型厂矿企业的配电电路的线路的故障判断，使用准确度好精度高。

背景技术

在高压输配电的线路中，对主网线路的故障定位问题，已达到300米内，测距设备的应用是比较可靠成熟的。而对配网线路的故障定位，通常都是采用阻抗法、S注入法和故障指示器技术、行波法来判断，但在准确度和精度方面都没能达到配网线路的故障测距要求。其主要原因在于：

首先，高压输电网采用中性点有效接地的接地方式，属于大电流接地系统，故障信号明显，易于判别提取。而配电网采用中性点非有效接地的接地方式，发生单相接地故障后，故障电流为各非故障线路电容电流之和，与中性点接地的大电流接地系统相比，数值较小，故障信号较弱，故障特征量难以获得。其次，高压输电线从线路的始端到末端是一回线到底，中间没有分支，线路简单。而配电网是多分支的复杂网状结构，进行配电网故障定位时，既要知道故障点的距离，又要知道故障点在哪一个分支。满足故障距离的分支可能有多个，必须有效地排除伪故障点，确定真故障点，既要准确度好又要定位精度高。

随着“十二五”国家加大对智能电网建设力度，电网建设及用电规模得到了迅猛增长，电网运行对经济对社会的影响更大，因此快速准确高精度的排查电网线路故障，对提高电网安全和经济运行有着十分重要的作用。

发明内容

本实用新型提出的是一种双定位高精度配网电压行波测距系统，其目的旨在对输配电线路发生故障时所产生的电压行波，采用电压行波测距技术，实现高速采集数据并记录分析，结合GPS通讯系统，对配网线路的故障点实现“双定位”，准确判定故障点精度达到100米以内，最佳在60米以内。

本实用新型的技术解决方案：双定位高精度配网电压行波测距系统，其结构包括中央智能处理器、互感器机箱（选配设备）、打印机、控制键盘，其中双中央管理器的第一信号输入/输出端与互感器机箱（选配设备）的信号输出/输入端通过信号线对应相接，中央管理器的第二信号输入/输出端与显示器的信号输出/输入端通过信号线对应相接，中央管理器的第三信号输入/输出端与打印机的信号输出/输入端通过信号线对应相接，中央管理器的第四信号输入/输出端与控制键盘的信号输出/输入端通过信号线对应相接；外部电源与UPS电源形成双冗余的电源，为GPS信号发生器、行波信号发生源和中央智能处理器保障供电；行波信号发生源通过中央智能处理器发送/接受线路行波往返信号；中央智能处理器将行波运算分析结果通过GPS信号发生器实现与主站间的数据交换，比对确

认线路故障点位置。

本实用新型的优点：利用线路故障所产生的电压行波到达故障线路两端的时间差计算出故障距离，可准确记录下行波到达线路两端的相对时间，利用接收GPS的卫星信号并配合高精度恒温晶振的使用，可获取精度在0.1us以内的时间脉冲，GPS作为同步时间单元。准确和可靠地判定故障点精度达到100米以内，最佳在60米以内。系统具有精准、无源、简便、数据存储量大、适应性强、经济等优点。

附图说明

附图1是双定位行波原理图。

附图2是双定位高精度配网电压行波测距系统结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，双定位高精度配网电压行波测距方法，包括如下工艺步骤：

1）利用线路故障所产生的电压行波到达故障线路两端的时间差计算出故障距离，

设输电线路全长Ｌ，故障点初始行波达到两端母线Ｍ，Ｎ的时间分别为ＴM，TN，则故障点距线路两端的距离分别为：

式中v为行波波速，L为线路全长；

2）准确记录下行波到达线路两端的相对时间，利用接收GPS的卫星信号并配合高精度恒温晶振的使用，获取精度在0.1us以内的时间脉冲，

由于输电线路零模行波存在衰耗大、参数随频率变化大、波速不稳定等问题，一般不采用零模行波测距，线模行波的波速利用线路参数计算和实测；考虑线路参数的频率相关特性，行波波速计算公式如下：

式中：Ｒ，Ｌ，Ｇ，Ｃ分别为线路单位长度的电阻、电感、电导和电容参数的频率特性，近似认为输电线路为均匀的无损长线，可按下式简化计算线模行波波速：