[发明专利]接地故障定位装置及基于分布参数法的接地故障定位方法

说明书

本发明公开了一种接地故障精确定位装置，包括进线模块、出线模块，以及，与进线模块和出线模块分别通信的数据集中采集模块，数据集中采集模块基于进线端对地电流和出线端对地电流的矢量和，判断进线端和出线端之间的输电线路发生接地故障；以及，基于进线端对地电流、进线端对地电压和出线端对地电流分别计算得到投切单元投切至输电线路前后的分布电阻和分布电容，基于分布电阻和分布电容的变化，确定发生接地故障的电源相,本发明还公开了一种基于分布参数法的定位方法，不受输电线路接地方式的限制，实现接地故障的准确判断和故障定位。

技术领域

本发明涉及一种电力自动化技术领域，尤其是一种接地故障定位装置及基于分布参数法的接地故障定位方法。

背景技术

国内自50年代就开始了对接地保护原理和装置的研究，电力科研工作者深入分析了小电流接地网单相接地故障特征，围绕零序电流工频暂态、稳态、谐波、能量等信息量，开发了多种故障检测方法，如零序电流法、零序功率方向法、首半波暂态电流法、能量选线法，以及信号注入法等，并相继推出了几代故障选线定位装置。

目前，我国中压配电系统的中性点接地方式包括中性点不接地、中性点经小电阻接地和中性点经消弧线圈接地。

中性点不接地和中性点经消弧线圈接地均属于小电流接地方式，出现接地故障后，故障电流小，允许继续运行2小时，供电可靠性高，应用广泛。由于目前中压配电系统容性电流普遍增大，所以采用中性点经消弧线圈接地系统占大多数。中性点经消弧线圈接地系统由于消弧线圈补偿电流的加入提高了接地故障选线定位的难度，目前国内外虽然研发了多种技术解决该问题，但实际运行效果都不理想，现在排查接地故障还是普遍采用拉线法，有时排查一个接地故障需要多达4～7个小时甚至更长时间。系统长时间处于非正常运行状态，可能使单纯的接地故障发展为相间短路故障，严重时可将造成开关柜短路爆炸；同是故障排查工作量大，在故障排查过程中还存在人身伤害事故的风险。

中性点经小电阻接地属于大电流接地方式，一旦出现接地故障，在电源到接地故障点之间的线路会通过很大的故障电流，可通过开关设备迅速隔离故障线路。小电阻接地系统本身不能区分是永久接地故障，还是瞬时接地故障，增加了跳闸次数，降低了系统的可靠性，为此，需要采用双回路或环网供电，并且需要配备性能更好的开关设备和自动切换系统，从而保证能够自动隔离故障线路，并及时恢复非故障线路的正常供电，这样的系统将使工程投资大幅度增加。小电阻接地系统在出现高阻接地故障时，会由于故障电流小而导致保护拒动，这时同样需要排查存在接地故障的区域，这样的排查同样将耗费较长的时间，包括线路的多次投切，并且在排查故障期间中性点电阻将持续承受故障电流，一旦中性点电阻过热烧断，将使系统变为不接地系统，极易造成短路事故。

无论是中性点经消弧线圈接地系统还是中性点经小电阻接地系统，都迫切需要解决接地故障选线定位问题。如果解决了接地故障选线定位问题，中性点经消弧线圈接地系统将是最佳选择，毕竟该方式可以减小接地故障电流，有充足的时间处理接地故障，并且可最大限度地减小停电范围。

目前，针对中性点经消弧线圈接地系统的接地选线定位还可采用以下方法，包括残留增量法(改变消弧线圈电抗值或在消弧线圈上并联中电阻)、短路故障指示器法、信号注入法和首半波法等，这些方法都对高过渡电阻接地故障效果不好，所以在当前的条件下，接地故障选线定位的成功率不高。

发明内容

本发明为了克服以上技术的不足，为此本发明提供了一种接地故障定位装置，实现对输电线路每一相电流参数和电压参数矢量值的测量和计算。

本发明的第二个目的还提出了一种基于接地故障定位装置的基于分布参数法的定位方法，该方法根据输电线路发生接地故障前后分布电阻的变化，实现接地故障的准确判断和故障定位，该方法不受输电线路接地方式的限制，具有通用性。