[发明专利]基于故障点与监测点距离的配电网故障定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于故障点与监测点距离的配电网故障定位方法，属于电网监测领域。

背景技术

配电网分支众多，结构复杂，易发生故障。为了快速隔离故障，恢复系统正常运行，需要快速准确地实现配电网故障定位，国内外研究学者对此做了大量研究。

目前，国内外对故障定位技术的研究大致可分为3 类：1）行波法。需要安装精确测量装置测量故障行波到达测量装置所用的时间以实现故障测距。配电网结构复杂，混合线路接头处，线路分支处和负荷处均为波阻抗不连续点，因而测距困难，且设备投入费用昂贵，因此该方法在配网中实现比较困难。2）基于多点测量的电流判别法。该类方法主要采用矩阵算法和人工智能法，借助于配电网馈线终端测量装置监测到的电流信息，通过综合分析实现配网故障区段定位。此类方法投资大，需要在配网中装设多个监测装置，而现今只有配网自动化水平较高的区域具备这种监测条件，低压配电网能测得的数据数量有限，使得此类方法的应用具有很大局限性，且此类方法只能实现故障区段定位，不能确定具体故障位置。3）阻抗法。根据故障回路阻抗和故障距离成正比的原理，实现故障定位，阻抗法原理简单，投资少，但不适合应用于结构复杂的配电网中。

考虑线路不同点发生故障在监测点测得的电压暂降数据不同，利用最小二乘法曲线拟合确定故障距离分布函数以实现故障测距，模拟仿真线路某几个点发生故障，根据监测点测得的相应电压暂降数据拟合出故障距离分布函数，但根据曲线拟合得到的分布函数计算故障距离会比与根据实际配网拓扑结构得到的分布函数计算故障距离误差大。

发明内容

本发明提供一种基于故障点与监测点距离的配电网故障定位方法，解决配电网故障定位问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

基于故障点与监测点距离的配电网故障定位方法，

在已有电网中建立监测点，通过仿真模拟电网中各节点处分别发生故障，并采集监测点处的电压暂降数据，将上述数据存储建立数据库作为节点故障比对数据；

电网故障发生时，监测点处采集故障相的电压暂降幅值和相位跳变，并将上述电压暂降幅值和相位跳变与上述节点故障比对数据进行比对，确定故障区段和相应故障区段的过渡电阻范围；

故障区段确定后，根据监测点采集到的故障后三相中故障相的电压电流和三相中故障相的故障距离分布函数确定故障点距离。

作为优选，所述监测点采集的数据包括每相电压和每相的注入电流。

作为进一步的优选，故障距离分布函数如下，

，

其中，Uka 为故障后监测点 k 处测得的A 相电压；Ika、Ikb、Ikc 分别为故障后变电站端A、B、C 三相的注入电流；Jkaka、Jkakb、Jkakc 代表阻抗矩阵J 中k 点A 相的自阻抗、AB 相的互阻抗、AC 相的互阻抗；

故障点处节点阻抗和故障距离的关系函数，

Zkf、Zkq、Zkp、Zpq 分别为阻抗矩阵Z 中节点k、f、p、q 间的互阻抗，k节点为监测节点，方节点为故障节点，p节点为其中一个支路节点，q另一支路节点；Zff、Zpp、Zqq 代表节点f、p、q 的自阻抗，Zpq 代表线路p-q 段的阻抗；

故障相每相的故障距离分布函数实部及虚部方程确定的故障距离为

dmr、dmi 分别为根据m 相的分布函数实部、虚部方程计算出的故障距离，m=1,2,3 分别表示A、B、C 三相；

最终的故障距离d，

故障相为一相，n 为1，故障相为两相，n 为2，故障相为三相，n 为3。