[发明专利]基于扫频注入的配电网单相接地故障定位方法及系统

说明书

技术领域

本发明属于三相中性点不接地系统配电网线路的单相接地故障定位领域，尤其涉及一种基于扫频注入的配电网单相接地故障定位方法及系统。

背景技术

国内外中压配电网广泛采用中性点不接地或经消弧线圈接地运行方式，相对于高压输电网络，中压配电网发生故障的概率高，其中单相接地故障频发。由于单相故障接地时，非故障相对地电压升高，过电压可能导致接地故障转化为相间短路故障，严重危害系统绝缘和设备安全，造成跳闸和供电中断。为了系统安全运行,需要在单相接地故障后迅速确定故障线路及故障点位置，以便进一步采取故障处理措施。

目前对单相接地故障定位方法主要分为主动式定位方法与被动式定位方法两类。被动式故障定位方法主要是利用故障本身所产生的电压及电流信号的特征来进行定位计算。但是，由于这种信号易受干扰，导致此种方法定位结果不够准确。主动式故障定位方法主要利用交流信号注入法，该方法主要是利用信号注入装置通过母线电压互感器向系统注入特定频率的交流电流信号，通过探测故障线路上该信号的位置分布来实现故障定位。但是，这种方法存在着注入信号受电压互感器容量限制和分布电容对注入信号的分流的影响，对于不同参数分布的配电网线路架构而言，利用该方法容易导致故障定位失败。

综上所述，进一步提高对三相中性点不接地系统配电网线路的单相接地故障的定位准确性是需要解决的问题。

发明内容

本发明提供一种基于扫频注入的配电网单相接地故障定位系统和方法，以提高三相中性点不接地系统配电网线路的单相接地故障的定位准确性。

第一方面，本发明提供的基于扫频注入的配电网单相接地故障定位系统，包括若干条待定位线路，所述若干条待定位线路的输入端分别与配电网三相母线输出端连接，所述若干条待定位线路的输出端均依次电连接三相电压互感器和三个高压开关。还包括与所述三相电压互感器和三个高压开关均电连接的集中处理器，以及与所述三个高压开关均电连接的可控电源，所述可控电源的另一端接地。还包括分散设置在所述若干条待定位线路上、且均位于所述三个高压开关之后的若干故障指示器；所有的故障指示器均与所述集中处理器通信连接。

优选的，上述基于扫频注入的配电网单相接地故障定位系统中，所述可控电源为级联H桥。

优选的，上述基于扫频注入的配电网单相接地故障定位系统中，靠近所述可控电源的接地端处设置有与所述集中处理器电连接的返回电流检测装置。

优选的，上述基于扫频注入的配电网单相接地故障定位系统中，所述集中处理器包括依次电连接的三相母线对地实时电压接收模块、单相故障判断模块、可控电源接入故障相控制模块、扫频注入命令发送模块、实时特征电流接收模块和单相接地故障定位模块；其中，所述三相母线对地实时电压接收模块与所述三相电压互感器电连接，所述可控电源接入故障相控制模块和所述高压开关电连接，所述扫频注入命令发送模块与所述可控电源电连接，所述实时特征电流接收模块与所述故障指示器通信连接。

优选的，上述基于扫频注入的配电网单相接地故障定位系统中，所述故障指示器包括特征电流发送模块，所述特征电流发送模块与所述实时特征电流接收模块通信连接。

结合第一方面，本发明的第二方面提供了一种基于扫频注入定位配电网单相接地故障的方法，应用于集中处理器中，该方法包括，

接收三相电压互感器发送的配电网三相母线对地实时电压；

根据所述述三相母线对地电压判断是否出现单相故障，如果是，继续判断故障相；

控制与所述故障相对应的高压开关闭合，使得可控电源接入所述故障相；

发送故障点定位命令至所述可控电源，以使其利用扫频法向故障相注入频率和幅值可调的电压或电流，且使得在所述故障相故障点的上游的线路上产生所述特征电流；

接收故障相上每个故障指示器发送的实时特征电流组，所述每组实时特征电流均包括与三相母线同一位置对应的三个特征电流，所述实时特征电流均携带有对应的故障指示测器的位置信息；

确定三个特征电流的幅值不相等的实时特征电流组所对应的故障指示器中，距离三相母线的输出端最远的故障指示器之后的位置为故障位置。

优选的，还包括实时检测可控电源的接地电流。

优选的，所诉发送故障点定位命令至所述可控电源，以使其利用扫频法向故障相注入频率和幅值可调的电压或电流，且使得在所述故障相故障点的上游的线路上产生所述特征电流具体是指：

确定所述注入频率的初始频率值、频率步长和终止频率值；