CN103048590A - 配电网线路故障定位方法 - Google Patents
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Abstract
一种配电网线路故障定位方法，包括如下步骤：在接地故障发生后控制消弧线圈产生设定特征参数的电流检测信号；对单相线路上检测点处的电流信号进行检测；根据所述设定特征参数判断出接收到所述电流检测信号的检测点；根据所述判断的检测点的位置信息获取故障点区段。本发明的技术，在故障定位过程中，无需配备专用的信号发生设备，成本低，根据自定义的特征来识别输入的电流检测信号，避免了受到配电网线路的复杂程度的影响，可辨性高，故障定位的准确性高。
Description
配电网线路故障定位方法
技术领域
[0001] 本发明涉及线路故障定位技术，特别是涉及一种配电网线路故障定位方法。
背景技术
[0002] 配电网中性点接地方式主要有非有效直接接地系统。其中，非有效接地主要包括经消弧线圈的接地方式。因此，经消弧线圈接地方式的配电网故障诊断与定位技术越显重要。故障诊断技术主要分为两大类：故障选线与故障定位。所谓“故障选线”指故障发生后，在同一母线的众多出线中选出实际发生故障的线路。“故障定位”是指故障发生后，指出发生故障的具体地点或某一区段，以方便进行故障抢修。
[0003]目前，故障定位技术根据工作方式主要分为信号注入法、行波法以及突变量法。信号注入法是指在故障发生后，通过利用额外的相关信号产生设备，主动向配电网母线主动注入故障检测信号，依靠挂接在线路上面的故障指示器检测该注入信号，从而判断故障点所发生的区段。在实际应用当中，注入的故障检测信号容易受到配电网线路的复杂程度的影响，例如，当线路长度较长时，由于所注入的信号衰减较大，并不能保证整条线路都有注入的故障检测信号通过，导致无法检测到故障检测信号。又如，在线路负荷较复杂、谐波分量较多时，所注入的故障检测信号容易受到谐波或其他波形干扰，也会导致无法检测到故障检测信号。
[0004] 基于上述缺陷，现有的故障定位技术在故障定位过程中，需要配备额外的信号产生设备，输出相应的故障检测信号，故障定位成本较高，而且，也容易受到配电网复杂线路的影响，准确度较低。
发明内容
[0005] 基于此，有必要针对现有的故障定位技术定位的准确度低、成本高的问题，提供一种配电网线路故障定位方法。
[0006] 一种配电网线路故障定位方法，包括如下步骤：
[0007] 在接地故障发生后控制消弧线圈产生设定特征参数的电流检测信号；
[0008] 对单相线路上检测点处的电流信号进行检测；
[0009] 根据所述设定特征参数判断出接收到所述电流检测信号的检测点；
[0010] 根据所述判断的检测点的位置信息获取故障点区段。
[0011] 上述配电网线路故障定位方法，在接地故障发生后通过控制连接在线路上的消弧线圈产生自定义特征的电流检测信号，然后在设于线路上的检测点检测这些电流检测信号，根据接收到该电流检测信号的检测点的位置确定故障点区段；在故障定位过程中，无需额外配备专用的信号发生设备，成本低，根据自定义的特征来识别电流检测信号，避免了受到配电网线路的复杂程度的影响，可辨性高，故障定位的准确性高。
附图说明[0012] 图1为一个实施例的配电网线路故障定位方法流程图；[0013] 图2为消弧线圈补偿系数控制原理示意图；[0014] 图3为消弧线圈补偿系数的控制时序图；[0015] 图4为传感器安装示意图；[0016] 图5为电流信号传输示意图；[0017] 图6为故障区段定位示意图。
具体实施方式
[0018] 下面结合附图对本发明的配电网线路故障定位方法的具体实施方式作详细描述。
[0019] 图1示出了一个实施例的配电网线路故障定位方法流程图，主要包括如下步骤：
[0020] 步骤S10 :在接地故障发生后控制消弧线圈产生设定特征参数的电流检测信号。
[0021] 在一个实施例中，步骤S10的过程主要包括如下步骤：
[0022] 步骤S101，在配变电站母线端检测各相单相线路的接地故障状态；具体地，在配 变电站母线端检测各相单相线路是否发生永久性单相接地故障。
[0023] 步骤S102，当检测到所述单相线路发生接地故障时，控制消弧线圈的补偿系数使 其产生设定特征参数的电流检测信号。优选的，该设定的特征参数为周期特征参数。
[0024] 具体地，通过周期性地改变消弧线圈补偿系数的方式，即可改变消弧线圈产生 的补偿电流L由于消弧线圈基于变压器原理实现，因此，可以通过控制反向并联可控硅 (SCR)的开关时序来控制二次侧电流，如图2所示，图2为消弧线圈补偿系数控制原理示意 图，通过改变补偿系数从而控制消弧线圈一次侧电流，使得消弧线圈产生自定义的周期性 特征的补偿电流k。消弧线圈补偿系数的一个控制时序可以如图3所示，在周波时钟信号 中，每2个周波（一个周波为20ms)改变一次补偿系数，每次持续2个周波，即得到周期信 号。
[0025] 步骤S103，将所述电流检测信号输入所连接的单相线路。
[0026] 具体地，通过消弧线圈主动产生的补偿电流Iy通过消弧线圈一次侧将补偿电流 込输入所连接的配电网的各单相线路，使得单相线路产生电流检测信号AI，AI=I^I。，其 中I。为对地故障电容电流。根据变压器原理，改变消弧线圈的补偿系数可以在一次侧产生 较大的补偿电流L从而在配电网的各单相线路上得到较大的电流检测信号A I，一般情况 下，10A〈 A I〈20A。
[0027] 上述步骤中，通过配电网中与各单相线路连接的消弧线圈主动产生强度较大的自 定义特征的补偿电流，可以使得电流检测信号有足够强度来对抗长线路的衰减，同时，自定 义的特征信号也便于捕捉与判断，降低复杂的配电网线路所带来的干扰影响。
[0028] 步骤S20 :对单相线路上检测点处的电流信号进行检测。
[0029] 在一个实施例中，步骤S20的过程主要包括如下步骤：
[0030] 步骤S201，在各个检测点处利用传感器采集各相单相线路的电流信号。
[0031] 具体地，检测点是依据一定间距设于配电网线路上，在检测点处各单相线路的电 流信号，包括输入的电流检测信号，一般情况下，可以利用安装在线路上的传感器来采集各 相单相线路的电流信号，如图4所示，图4为传感器安装示意图。
[0032] 步骤S202，对所述电流信号进行滤波、放大及A/D采样处理获得数字化的电流信号。
[0033] 通过滤波可以滤除干扰电流信号，转换为数字信号，有利于数据的通信传输。
[0034] 步骤S30 :根据所述设定特征参数判断出接收到所述电流检测信号的检测点。
[0035] 在一个实施例中，步骤S30的过程主要包括如下步骤：
[0036] 步骤S301，将各个检测点上获得的电流信号汇集至监控中心。
[0037] 在本步骤中，主要是将在配电网线路上采集的电流信号数据发送至控制中，用于在控制中心进行故障定位判断。
[0038] 一般情况下，同一个检测点处的A相、B相、C相线路都需要采集电流信号数据，为了节省通信成本，如图5所示，图5为电流信号传输示意图，在同一个检测点，A相、B相、C相线路分别设有传感器终端a、传感器终端b、传感器终端C，首先a、b、c采用短程无线通信将采集到的A相、B相、C相线路电流信号汇集到一个统一的无线终端m，该无线终端m采用无线公网通信将汇集的电流信号数据发送至监控中心。
[0039] 优选的，所述短程无线通信为433Hz无线通信，所述无线公网通信为GPRS无线公网。
[0040] 综合运用了无线通信技术相关技术，在控制中心即可实现配电网线路快速、准确的故障定位。
[0041] 步骤S302，在所述监控中心对所汇集的电流信号的特征参数进行判断，若所述电流信号的特征参数与所述设定特征参数对应，则判定检测到该电流信号的检测点接收到所述电流检测信号。
[0042] 具体地，消弧线圈输入的电流检测信号具有明显的预定义特征，较为容易捕捉，可辨识性高，通过特征判断可以确定接收到输入电流检测信号的检测点，例如，预定义周期特征，则输入的电流检测信号具有明显周期性规律，且具有较强的强度，如（10A，20A)。判断电流信号的周期，即可确定接收到输入电流检测信号的检测点。
[0043] 通过预定义的特征，可以使得检测过程避免受到配网系统复杂性、线路长度以及系统容量的干扰和限制，判断的准确性高。
[0044] 进一步地，为了避免由于配网线路负荷波动等正常工况下可能引起的误报警，在对所汇集的电流信号进行判断前，执行如下处理机制：
[0045] 在配变电站检测到接地故障发生时，发送故障告警信息至控制中心，当控制中心接收到故障告警信息时，启动对所汇集的电流信号的判断过程。
[0046] 具体地，在配变电站检测到接地故障发生后，控制消弧线圈输入电流检测信号，记录当前的第一时刻A，各个检测点处检测到电流信号时，记录当前的第二时刻t2。
[0047] 在配变电站将&插入到故障告警信息中，通过无线公网通信（GPRS)发送至监控中心，检测点将检测的电流信号及其对应的t2信息发送至监控中心。
[0048] 通过tl判断电流信号及其对应的t2，若h早于或等于t2，则从所汇集的电流信号中选择对应的电流信号信息，否则，丢弃该条电流信号信息。
[0049] 通过上述处理机制，在控制中心接收到配变电站以及检测点发送来的数据后才启动对所汇集的电流信号的判断流程，避免了配网线路负荷波动等干扰的影响，同时通过丢弃干扰的数据，也可以进一步减少在控制中心对数据的处理量，提高处理效率。
[0050] 步骤S40 :根据所述判断的检测点的位置信息获取故障点区段。[0051] 具体地，在单相线路上两个位置相邻的检测点中，若其中一个检测点检测到接收到所述电流检测信号，另一个接收不到所述电流检测信号，则判定该相邻的检测点之间的线路为故障点区段。
[0052] 如图6所示，图6为故障区段定位示意图，图中的配电网线路（A相、B相、C相线路)上设有检测点“ #I ”、“ #2 ”、“ #3 ”、“ #4 ”，假设A相线路的检测点“ #3 ”接收到输入的电流检测信号，检测点“#4”接收不到输入的电流检测信号，则检测点“#3”与检测点“#4”为故
障点区段。
[0053] 在一个实施例中，在获取故障点区段后，进一步在控制中心将所述故障点区段在配网线路图上进行可视化显示，实现告警信息指示。
[0054] 进一步地，可通过监控中心的音响系统播放报警声音、显示配网线路图的显示器画面上的故障位置进行颜色交变闪动以及通过短信形式发送到相关维护人员的手机上，实现全方位的故障信息告警提示。
[0055] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1. 一种配电网线路故障定位方法，其特征在于，包括如下步骤： 在接地故障发生后控制消弧线圈产生设定特征参数的电流检测信号； 对单相线路上检测点处的电流信号进行检测； 根据所述设定特征参数判断出接收到所述电流检测信号的检测点； 根据所述判断的检测点的位置信息获取故障点区段。
2.根据权利要求1所述的配电网线路故障定位方法，其特征在于，所述设定的特征参数包括设定周期特征参数。
3.根据权利要求1所述的配电网线路故障定位方法，其特征在于，所述在接地故障发生后控制消弧线圈产生设定特征参数的电流检测信号的步骤包括： 在配变电站母线端检测各相单相线路的接地故障状态； 当检测到所述单相线路发生接地故障时，控制消弧线圈的补偿系数使其产生设定特征参数的电流检测信号； 将所述电流检测信号输入所连接的单相线路。
4.根据权利要求1所述的配电网线路故障定位方法，其特征在于，所述对单相线路上检测点处的电流信号进行检测的步骤包括： 在各个检测点处利用传感器采集各相单相线路的电流信号； 对所述电流信号进行滤波、放大及A/D采样处理获得数字化的电流信号。
5.根据权利要求1所述的配电网线路故障定位方法，其特征在于，所述根据所述设定特征参数判断出接收到所述电流检测信号的检测点的步骤包括： 将各个检测点上获得的电流信号汇集至监控中心； 在所述监控中心对所汇集的电流信号的特征参数进行判断，若所述电流信号的特征参数与所述设定特征参数对应，则判定检测到该电流信号的检测点接收到所述电流检测信号。
6.根据权利要求5所述的配电网线路故障定位方法，其特征在于，所述将各个检测点上获得的电流信号汇集至监控中心的步骤包括： 采用短程无线通信将同一个检测点处的A相、B相、C相线路采集到的电流信号进行汇集; 采用无线公网通信将各个检测点汇集的电流信号发送至监控中心。
7.根据权利要求6所述的配电网线路故障定位方法，其特征在于，所述短程无线通信为433Hz无线通信，所述无线公网通信为GPRS无线公网。
8.根据权利要求1所述的配电网线路故障定位方法，其特征在于，在所述监控中心对所汇集的电流信号的特征参数进行判断的步骤前还包括： 在接地故障发生时发送故障告警信息至所述控制中心； 当所述控制中心接收到所述故障告警信息时，启动对所汇集的电流信号的判断过程。
9.根据权利要求1所述的配电网线路故障定位方法，其特征在于，根据所述判断的检测点的位置信息获取故障点区段的步骤包括： 在单相线路上两个位置相邻的检测点中，若其中一个检测点检测到接收到所述电流检测信号，另一个接收不到所述电流检测信号，则判定该相邻的检测点之间的线路为故障点区段。
10.根据权利要求1所述的配电网线路故障定位方法，其特征在于，还包括：在控制中心将所述故障点区段在配网线路图上进行可视化显示。
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| PB01 | Publication | ||
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