[发明专利]一种基于光学电流互感器的故障测距系统和方法

说明书

本发明涉及一种基于光学电流互感器的故障测距系统和方法，该系统包括在两变电站内均设置依次连接的光学电流互感器、行波测距装置、交换机和时钟采集装置，各光学电流互感器均包括通过第一光缆相互连接的光学电流互感器敏感单元和光学电流互感器采集单元，各光学电流互感器敏感单元分别设置在输电线的两端，各光学电流互感器采集单元的行波信号输出端通过第二光缆连接同一变电站内的行波测距装置的输入端，故障测距系统还包括数据处理主站，两变电站的各行波测距装置的输出端均通过第三光缆输入至数据处理主站。本发明系统较大程度降低测距误差，提高其可靠性和精度，并符合智能变电站的行波测距要求。

技术领域

本发明涉及一种输电网故障测距技术领域，特别是一种基于光学电流互感器的故障测距系统和方法。

背景技术

输电网故障的快速、可靠检测是实现智能电网安全可靠运行的主要功能之一，目前在我国110kV及以上电网中，中性点直接接地的变电站中广泛采用了输电线路故障测距系统，大多数是基于电磁式互感器来采集故障行波信号，使用硬电缆的方式将电磁式互感器输出的模拟量接入行波测距装置。当采集量增加和采集量改变时，相应的采集线路和接线必须加以调整，这增大了运行人员的工作量和系统出错的几率，己经无法满足数字化变电站的需求。

此外，实际运行结果表明，电磁式互感器在测距可靠性、精度以及系统优化应用方面，还存在诸多问题：因传感带宽受限，存在磁饱和、动态测量精度差，在电网故障时不能正确传变一次电流，原始故障波形信息不准确，导致测距系统测距结果的离散性很大，可以在数公里范围波动；有的变电站使用传统的通信手段，例如音频拨号，这种模式存在占用通道、专线利用率低、通信不稳定、时效性不好等问题；缺乏对智能变电站IEC61850协议的支持。

发明内容

本发明针对现有的输电线路故障测距系统采用电磁式互感器导致测距可靠性差、精度低无法满足数字化变电站的需求等问题，提供一种基于光学电流互感器的故障测距系统，采用光学电流互感器实现高保真行波采集，使用光缆的方式将数字信号传输至行波测距装置，较大程度降低测距误差，提高其可靠性和精度，并符合智能变电站的行波测距要求。本发明还涉及一种基于光学电流互感器的故障测距方法。

本发明的技术方案如下：

一种基于光学电流互感器的故障测距系统，用于测定两变电站之间的输电线中的故障点的位置，其特征在于，包括在两变电站内均设置依次连接的光学电流互感器、行波测距装置、交换机和时钟采集装置，所述各光学电流互感器均包括通过第一光缆相互连接的光学电流互感器敏感单元和光学电流互感器采集单元，所述各光学电流互感器敏感单元分别设置在输电线的两端，所述各光学电流互感器采集单元的行波信号输出端通过第二光缆连接同一变电站内的行波测距装置的输入端，所述故障测距系统还包括数据处理主站，两变电站的各行波测距装置的输出端均通过第三光缆输入至数据处理主站。

所述输电线为三相输电线，所述三相输电线的两端均设置三个光学电流互感器，各变电站内的三个光学电流互感器敏感单元分别设置在三相输电线的三相端，各变电站内的三个光学电流互感器采集单元的行波信号输出端均连接同一变电站内的行波测距装置的输入端。

所述光学电流互感器为全光纤电流互感器，所述光学电流互感器敏感单元包括传感光纤环，输电线端穿过所述传感光纤环的内部。

所述各光学电流互感器均为全光纤电流互感器，所述各光学电流互感器敏感单元均包括传感光纤环，各变电站内的三相输电线端对应穿过三个传感光纤环的内部。

所述光学电流互感器选择采样频率为200KHz～2MHz的光学电流互感器。

所述光学电流互感器的采样频率为500KHz或1MHz。