[发明专利]带并联阻尼调匝式消弧线圈单相接地故障测距方法及系统

说明书

本发明公开了一种带并联阻尼调匝式消弧线圈单相接地故障测距方法及系统，其中，该方法包括：利用微处理器来控制反并联晶闸管短时触发导通，进而产生扰动信号；所述扰动信号包括扰动电压信号和扰动电流信号；在故障线路出口端提取扰动信号；对提取的扰动信号进行傅里叶变换分析，根据扰动电压和扰动电流在频域内的线性关系，得到带并联阻尼调匝式消弧线圈单相接地故障在不同频率下的等效阻抗数据；将不同频率下等效阻抗数据与带并联阻尼调匝式消弧线圈的单相接地故障的等效阻抗表达式联立来构建方程组，求解方程组即可得到故障距离。

技术领域

本发明属于故障检测领域，尤其涉及一种带并联阻尼调匝式消弧线圈单相接地故障测距方法及系统。

背景技术

由于配电网是向负荷分配电能的末端环节，结构复杂，分支众多，因此容易发生接地故障尤其是单相接地故障。当发生单相接地故障后如果不及时处理，可能会引发故障扩散，对电网的运行造成危害。因此，快速、准确的故障定位技术对配网安全运行以及保证供电可靠性具有重要意义。

故障测距是指利用故障线路上的电气信息对故障距离进行直接计算，主要有阻抗法和行波法2类方法。阻抗法主要利用故障时线路上的电压，电流信息计算线路阻抗，进而推算故障距离，阻抗法应用简单，成本便宜，但容易受到接地电阻及负荷等因素的影响。行波法主要是利用发生故障时产生的暂态行波到达检测点的时间来推算故障距离。考虑到配电网结构复杂，分支众多，使得暂态行波的折射波、反射波过多，不宜分辨，对测距的精度产生一定的影响。

我国中压配网中性点广泛采用经消弧线圈接地运行方式。近年来随着容量、耐压和可靠性的逐渐提高，电力电子开关器件因其动作的迅速性而开始应用于谐振接地系统中消弧线圈的调节，如“调匝式”消弧线圈阻尼电阻的投切，“调容式”消弧线圈补偿电容的投切等。

而现有的单相接地故障测距方法需要测量故障线路的正、负、零序电压电流数据，根据电压电流之间的关系列写相关矩阵，根据迭代法计算故障距离。该方法使得实际测量中数据采集量多且速度慢，由于现有的单相接地故障测距方法采用迭代法计算故障距离，浪费大量的时间，导致故障测距方法的实时性不足。

发明内容

为了解决现有技术的缺点，本发明的第一目的是提供一种带并联阻尼调匝式消弧线圈单相接地故障测距方法。

带并联阻尼调匝式消弧线圈为并联连接电感以及阻尼电阻，当带并联阻尼调匝式消弧线圈的单相接地故障时，与阻尼电阻串联的反并联晶闸管一直处于关断状态。

本发明的一种带并联阻尼调匝式消弧线圈单相接地故障测距方法，具体包括：

步骤1：利用微处理器来控制反并联晶闸管短时触发导通，进而产生扰动信号；所述扰动信号包括扰动电压信号和扰动电流信号；

步骤2：在故障线路出口端提取扰动信号；

步骤3：对提取的扰动信号进行傅里叶变换分析，根据扰动电压和扰动电流在频域内的线性关系，得到带并联阻尼调匝式消弧线圈单相接地故障在不同频率下的等效阻抗数据；

步骤4：将不同频率下等效阻抗数据与带并联阻尼调匝式消弧线圈的单相接地故障的等效阻抗表达式联立来构建方程组，求解方程组即可得到故障距离。

本发明的该方法只需要提取故障线路的扰动电压信号和扰动电流信号，这在实际测量中可以大大加快数据的采集速度，并且不需要使用迭代法计算，使得故障测距方法对实时性要求严格，缩短了计算时间，保证了故障测距方法的实时性，而且本发明在得到数据的同时，只需将数据整理即可算出故障距离。

在所述步骤4中的带并联阻尼调匝式消弧线圈的单相接地故障的等效阻抗表达式的求取过程为：

构建带并联阻尼调匝式消弧线圈的单相接地故障模型；

再根据电阻等于电压与电流的比值，计算单相接地故障模型的等效阻抗表达式。