[发明专利]一种配电网相间短路故障区段定位及测距的方法

说明书

一种配电网相间短路故障区段定位及测距的方法。涉及配电网故障检测技术领域，具体涉及一种利用线电压分布特征的配电网相间短路故障区段定位及测距方法。利用配电网自动化系统的配电终端，获取配电线路发生相间短路故障时，故障线路的实时工频线电压幅值信息，并选取各终端所获得3个线电压幅值中最小的一个作为该终端的最小线电压；按照从母线到线路末端的方向，相邻两终端的最小线电压依次作差并取绝对值，得到以相邻两终端为区段的各区段线电压降落；本发明的工频线电压分布曲线基于拟制的直线线路，受线路结构的影响较小，其基于故障机理分析得到，因而具有更高的定位可信度。

技术领域

本发明涉及配电网故障检测技术领域，具体涉及一种利用线电压分布特征的配电网相间短路故障区段定位及测距方法。

背景技术

配电网故障中，相间短路故障由于故障电流大、故障条件恶劣，对系统稳定性、线路绝缘的影响较大。相间短路故障往往切除较快，以减少其对系统的影响。故障切除后，需要及时寻找故障点位置，并进行修复，以尽快恢复供电，较少停电时间。配电网相间短路故障定位技术是提高故障点查找速度、减少运维检修时间、提高供电可靠性的关键。

根据定位精度，现有的配电网相间短路故障定位技术，可分为故障区段定位技术和故障测距技术两种。

故障区段定位技术通过比较电气量相位、幅值等，判断故障点所在区段，从而快速、准确切除故障。故障区段定位技术缩小了故障查找范围和故障切除范围，但故障点具体位置依然依赖人工巡线查找，人工巡线是影响进一步提高故障查找与修复速度的关键因素。

故障测距技术在保留故障区段定位的优势的前提下，克服了其不足之处。故障区段定位技术通过相关技术手段，判断故障点的具体位置(如故障点到终端距离)，使故障查找范围进一步减小。随着用户对供电可靠性要求的不断提高，现场对故障测距技术的需求较为强烈，但由于配电网线路参数不均匀、运行方式复杂等原因，故障测距技术的开发较为困难。由于配电网的线路较短、投资较少，因此故障测距技术的实现需要同时考虑测距精度和测距经济性，现有的故障测距技术难以兼顾经济性和测距精度两方面的需求，测距精度高的方法投资较大，投资较少的技术又往往测距精度不高。

目前，配电网相间短路故障测距方法主要有行波法、阻抗法和人工智能法。

行波法分为单端法和双端法，两种方法都需要增加高精度测距装置，其中双端法对装置的要求尤其高，行波法利用故障暂态行波的传送性质进行测距，不受系统运行方式、过渡电阻等因素影响，测距精度高，但配电线路结构复杂、分支众多，难以解决故障波头的识别及混和线路波阻抗变化的问题。同时配电网线路距离短，需要多套行波检测设备，经济成本较高，故行波法难以适用于配电网。

阻抗法也分为单端法和双端法两种方法，阻抗法利用故障后的电压、电流信息来计算故障回路的阻抗，根据线路长度与阻抗的比例关系进行故障测距，其原理简单可靠，具有良好的稳定性，但阻抗法易受到故障的过渡电阻、线路不完全对称等因素的影响，计算结果误差较大，在实际应用中效果不够理想。

人工智能法是基于数据积累、算法锻炼的一种全新的故障测距方法，其脱离了电力系统的故障机理分析，利用大量的故障历史数据，通过智能算法，构建故障信息与故障点位置的关联关系。人工智能法的实现需要大量的历史数据，且对于不同线路不具有普适性，因此难以推广应用；由于人工智能法脱离了故障原理分析，测距结果存在随机偏差，使得测距的可靠性降低；人工智能法目前主要停留在理论研究层面，鲜见实际应用报道。

现有的配电网自动化系统中的配电终端，能够检测线路的实时故障数据，并上传到主站平台，如果能够充分挖掘这些数据的潜能，使其应用在故障区段定位和故障测距技术中，采用递进的方式提高测距精度，则可以在不增加新设备的基础上，满足故障测距需求，即保证了经济性，又具有应用价值。

发明内容