[发明专利]空间磁场传感器及10kV配电线路行波定位装置和方法

说明书

本发明涉及空间磁场传感器，包括胚体、无感电阻和漆包线，胚体为上下底圆面积大小不同的条状柱体，胚体上绕制漆包线，漆包线的两端分别从胚体的两端引出并与无感电阻的两端电连接。一种10kV配电线路行波定位装置，在10kV配电线路的A相、C相出线首端各设置一个监测终端；在10kV配电线路的B相上从出线首端开始按预设间距布置至少两个监测终端，且B相上除出线首端的监测终端外，其余位置的监测终端均额外配置一空间磁场传感器。效果为：可以配合B相上的监测终端监测边相A、C相的电流信号，并且所设计的特定结构能够明显抑制B相干扰。

技术领域

本发明涉及配电网领域，具体涉及一种空间磁场传感器及10kV配电线路行波定位装置和方法。

背景技术

配电网因其网架结构复杂，线路分支众多，运行环境多变，故障频发，单相接地故障占中压配网总故障数的80%以上，且两相或三相短路多是由单相接地发展而成。单相接地的故障选线与故障测距对于快速排出故障，提升电网可靠性具有十分重要的意义。然而，我国中压配电网多采用中性点非有效接地运行方式，单相接地故障电流较小，给故障选线与测距带来了困难。目前，已有许多研究致力于解决小电流接地系统的故障选线与测距，但由于配网复杂的故障特征以及网架结构，当前方法难以妥善处理诸如高阻接地、小故障合闸角接地、混合线及带分支线路故障的特殊故障情况。

当前用于配电网单相接地故障检测的主要技术如下：

拉路法

该方法利用接地故障线路拉闸后故障能够消失的特点，选出故障线，该方法必然会造成对非故障线停电，且自动化程度低，目前，小电流接地系统使用的各种选线装置，其正确选线率仍然不够高，选线结果不可靠，因此，各个供电单位依然会采用拉路法确定故障线路。

S注入法

“S注入法”属于弱注入法，当配电网发生单相接地故障后，利用三相电压互感器的中性点—大地回路，向系统耦合注入某特殊频率（频率fx一般取在各次谐波之间，使其不反应工频分量及高次谐波，一般为225Hz）的交流电流信号，该注入信号通过故障线路经接地点流经大地与三相电压互感器中性点形成回路，在变电站开关柜后，利用信号检测装置对各条馈线逐一搜索，有注入信号流过的线路即为故障线路。该方法利用处于不工作状态的接地相PT注入信号，只需利用原有电网设备，且对运行中的设备没有任何不良影响。由于注入特殊信号，故电网的任何固有信号都不会对特殊信号的检测产生影响，但是受到电压互感器容量的限制，一般注入信号比较微弱，尤其在接地电阻较大或者故障点电弧间歇燃烧的情况下，选线可靠性不高。

注入变频信号法

针对“S注入法”高阻接地时存在的问题，注入变频信号可以较好的解决，其原理是根据故障后位移电压大小不同，而选择向消弧线圈电压互感器副边注入谐振频率恒流信号还是向故障相电压互感器副边注入频率为70Hz恒流信号，然后监视各出线上注入信号产生的零序电流功角、阻尼率的变化，比较各出线阻尼率的大小，再计及受潮及绝缘老化等因素可得出选线判据。但当接地电阻较小时，信号电流大部分都经故障线路流通，导致非故障线路上的阻尼率较大，该方法属于强注入法。与S注入法相同的是，都是在故障后进行处理，无实时性。

工频零序电流比幅法

中性点不接地系统单相接地短路时，故障线路的零序电流在数值上等于所有非故障元件对地电容电流之和，因而故障线路零序电流的幅值大于各条健全线路零序电流，比较所有出线零序电流幅值的大小可以实现故障线路的判别。这种方法在系统中某条配线很长时，可能会误判，且对消弧线圈接地系统，其选线能力将会大大降低，另外，该原理在实际应用中，对线路长度、过渡电阻、系统运行方式、三相电流互感器不平衡等因素较为敏感，降低了选线的正确率。

零序电流有功分量法