[发明专利]一种配电网全线速动故障定位方法及系统

说明书

本发明涉及一种配电网全线速动故障定位方法及装置，用于实现以下方案：基于电容电子式电压传感器结构，选取能形成边界元件的电容作为高压臂电容及对应的电子式电压传感器，使用电流传感器对流过边界电容的相电流值进行采样，利用得到采样数据；设定启动阈值，搜索第一极值点及第一极值点后的多个数据点，并保存多个数据点；将多个数据点进行解耦处理，得到对应的线模电流值；采样数据及线模电流值根据衰减指数函数进行拟合计算，得到衰减时间常数；对边界电容值与实际边界电容参数进行对比，对比结果符合设定值的为近故障点。本发明的有益效果为：方案实现简单，无需复杂的设备；正常运行状态下峰值很小，且故障暂态信号易于提取。

技术领域

本发明涉及配电终端故障定位，特别涉及一种配电网全线速动故障定位方法及系统。

背景技术

随着配电断路器的造价逐年降低，配电负荷开关逐渐丧失价格优势，供电公司逐步更多使用配电断路器进行配电自动化建设，而配电断路器需要级差配合才能快速切除近故障点区段。但配电网供电半径较短、馈线开关分段层次较多，难以根据短路电流差异和通过设置时间级差有选择性地快速地隔离故障区段。目前，基于选线选段技术的就地馈线自动化模式在处理故障过程中存在越级跳闸，导致非故障区段停电，扩大事故影响范围；智能分布式馈线自动化具有迅速切除故障而不造成故障点电源侧非故障区段停电的优势，但成熟应用仅限于具备光纤通信的配电区域，且故障切除速度和可靠性受通信信道的影响较大。

发明内容

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种配电网全线速动故障定位方法及系统，对于近故障点，流过分压电容初始暂态故障电流满足指数衰减函数关系，衰减时间常数由分压电容与线路波阻抗确定；而对于远故障点区段，故障行波经过边界元件多次折反射后，流过分压电容初始暂态电流衰减时间常数变小。据此，利用流过分压电容电流拟合出衰减时间常数，在线路参数一定情况下求出边界电容值，再与实际分压电容值比较，当两者参数基本一致时即可识别出该点即为近故障点，进而确定故障区段。

本发明的技术方案包括一种配电网全线速动故障定位方法，该方法包括以下步骤：S10，基于电容电子式电压传感器结构，选取能形成边界元件的电容作为高压臂电容及对应的电子式电压传感器，使用电流传感器对流过边界电容的相电流值进行采样，利用得到采样数据进行故障区段定位；S20，设定启动阈值，当任意相的电流大于启动阈值时，搜索第一极值点及第一极值点后的多个数据点，并保存多个数据点；S30，将多个数据点进行解耦处理，得到对应的线模电流值；S40，基于采样数据及线模电流值根据衰减指数函数进行拟合计算，得到衰减时间常数；S50，根据衰减时间常数计算边界电容值，对边界电容值与实际边界电容参数进行对比，对比结果符合设定值的为近故障点。

根据所述的配电网全线速动故障定位方法，其中步骤S10具体包括：使用基于电容分压的电子式电压传感器测量线路相电压，以及，使用电流传感器以设定频率采集流过边界电容的三相电流i_CA、i_CB、i_CC。

在一个优选的实施方案中，其中采样频率f_s＝10MHz。

根据所述的配电网全线速动故障定位方法，其中步骤S20具体包括：设定启动阈值I_set，当i_CA、i_CB、i_CC其中一相电流瞬时绝对值大于启动值I_set时，开始搜寻第一个极值点，并保存第一个极值点后的N个数据点，其中N为τ_C*f_s，其为近故障点初始暂态电流衰减时间常数，Z为线路波阻抗。

根据所述的配电网全线速动故障定位方法，其中线路波阻抗Z通过进行计算，其中L₁为线路单位长度正序电感，C₁为正序电容C₁。