CN103592537A - 输配电线路故障交流阻抗快速跟踪判断法 - Google Patents

输配电线路故障交流阻抗快速跟踪判断法 Download PDF

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Abstract

一种输配电线路故障交流阻抗快速跟踪判断法,由高压交流检测电源(1)、电流检测单元(2)、电压检测单元(3)和线路传感器(4)组成。当输配电线路故障跳闸后,经一定的时间间隔T,通过安装在线路开关外侧的线路传感器依次对线路的相对地和相间施加高压交流检测信号,计算故障线路的各相对地阻抗Za0、Zb0和Zc0及相间阻抗ZAb Zbc和ZAc。并把检测结果与该线路的最低运行判据Za0j、Zb0j和Zc0j和ZAbj Zbcj和ZAcj相比较,来跟踪判断线路的故障是瞬时性故障或为永久性故障以及故障的恢复。由于该检测方法速度快,判断准确,即适用于线路接地短路又适用于相间短路,因而该发明具有较好的实用性。

Description

输配电线路故障交流阻抗快速跟踪判断法
技术领域
[0001] 本发明主要是输配电线路故障诊断领域,特指一种输配电线路故障跳闸后对故障线路的快速跟踪检测方法,适用对输配电线路故障跳闸后对故障性质的快速检测判断及故障状态快速跟踪。
背景技术
[0002] [0002]电力线路的故障分为瞬时性故障和永久性故障两大类型,其中瞬时性故障被继电保护切除之后,故障点的电弧即行熄灭,绝缘强度恢复,这时如果把断开的线路由重合闸重合恢复正常供电。但定,线路也可能发生永久性故障,永久性故障是指相间或相对地发生的永久性绝缘击穿短路,如线路倒杆、断线、绝缘子击穿引起的故障,在故障被继电保护切除后,绝缘不恢复,如果重合闸把线路投入运行,因故障依然存在,此时把线路加入运行会使事故扩大,甚至发生“火烧连营”事故或造成人身伤亡事故。
[0003] 针对目前自动重合闸装置存在的问题,我们研究开发一种能正确识别线路故障类型的输配电线路故障智能诊断装置(智能重合闸),该装置应用于输配电线路发生故障跳闸后对故障的性质及其状态进行跟踪检测诊断,如果故障为瞬时性故障,故障点绝缘恢复,就把跳闸的线路合闸加入运行;如果故障为永久性故障,故障点绝缘在一定时间仍未恢复即把合闸回路闭锁。避免了传统自动重合闸动作的盲目重合的安全风险。
[0004] 在利用输配电线路故障智能诊断装置对故障线路进行跟踪诊断时,需要对线路短路故障类型,故障性质及故障点绝缘的恢复过程进行跟踪检测诊断。装置在输配电线路发生故障跳闸后通过传感器对故障线路施加高电压检测信号对故障线路的状态参数进行检测,即采用高压试验的方法解决继电保护的问题。但是,如采用直流高电压对故障线路的绝缘电阻进行跟踪测试,在线路较长,或者是电缆线路其充电时间就较长,不能快速对对故障线路进行诊断。如为线路相间故障,因线路有相间元件(如变压器的相间绕组)的存在采用直流高压检测绝缘电阻的方法就无法实现。因而需要找到一种快捷可靠的方法解决输配电线路故障性快速跟踪检测,解决线路相间故障的判断难题。
发明内容
[0005] 本发明针对输配电线路故障性质判断与故障状态跟踪,发明了一种输配电线路故障交流阻抗快速跟踪判断法。如图所示:该发明由由高压交流检测电源(I)、电流检测单元
(2)、电压检测单元(3)和线路传感器(4)组成。当输配电线路故障跳闸后,经T1时间间隔后(T1为故障点绝缘的快速恢复时间),通过线路传感器的导通切换,依次对故障线路的相对地和相间施加交流高压检测信号。通过电流检测单元检测回路电流值,通过电压检测单元检测电压值。计算故障线路的各相对地阻抗Za(l、Zbo和Zcitl及相间阻抗ZAb、Zb。和Za。,把检测结果与该线路的最低运行判据ZaW、Zboj和rL叫和ZAW、Zbcu.和Zacu.相比较,如此时检测到的相对地阻抗Za(l、Zb(l和Zcitl及相间阻抗ZAb、Zb。和ZA。均大于该线路的最低运行判据ZaW、ZMj和Zc0j和ZAW、Zbcj和Zacu.,则判断故障分为瞬时性故障,故障点的绝缘已恢复,该线路可以加入运行,检测结朿。如此时检测到的相对地阻抗Za(l、ZM和Zcitl及相间阻抗ZAb、Zb。和Ikc任一项小于该线路的最低运行判据Za(u、zbw和τ叫和zAW、zbcu_和zAcu_,则表明故障点的绝缘未恢复,则要经过T2时间间隔后再进行检测,T2为故障点绝缘的终结恢复时间,即经T2时间间隔后检测的结果为该线路的最终结果。
[0006] 因为输配线路的对地阻抗和相间阻抗受线路电压等级、绝缘水平、线路长短和线路所带设备的不同以及天气条件、环境条件等因素的影响而有较大的差异,因而线路的最低运行判据za(u、Zboj和和ZAW、Zbcu_和Zacu.无法采用统一标准进行判断,需要根据不同的线路在最恶劣的运行环境下设置针对性的判据。为解决这一问题,我们采用现场实验的方法进行解决,即在输、配电线路在最大运行方式下,在线路无故障时,在阴雨天时通过输配电线路故障智能诊断装置对线路进行现场试验的方法采集得到的具有针对性判据标准,该标准贮存在装置的计算机内作为该线路的判断标准。
[0007] 本发明具有下述优点:
1、该发明通过检测故障线路交流阻抗及其变化的方法,采用对故障线路施加交流高电压,充电时间短,可以快速测量交流阻抗,克服了采用直流高压检测的充电时间长的问题,实现了对故障线路的快速检测判断,满足了智能重合闸装置对时间的要求。
[0008] 2、该发明通过检测故障 线路交流阻抗及其变化的方法,即可以用于测量相对地的阻抗,用于跟踪检测线路的接地短路故障;又可以检测线路的相间阻抗,用于跟踪检测线路的相间短路故障,克服了由于线路相间存在元件无法采用直流电压检测的缺限,因而该方法具有较好的实用性。
[0009] 3、判据标准是用现场试验的方法对线路在最大运行方式下,在无故障时,在阴雨天时通过输配电线路故障智能诊断装置对线路进行现场试验的方法采集得到的,解决了标准的针对性问题。
附图说明
[0010] 图1是检测接线图,图中:(1)为高压交流检测电源,其电压的高低和容量根据输配线路的电压等级和线路规模决定;(2)为电流检测单元;(3)为电压检测单元;(4)为输配电线路故障智能诊断装置中的线路传感器,在线路正常运行时为绝缘状态,能耐受3.5的线路额定电压不击穿,线路故障跳闸后在计算机控制下导通,可以依次对各相对地阻抗Za0> Zbo和Zcitl及相间阻抗ZAb、Zb。和ZA。施加交流高电压进行检测(见ZL2009100425617专利和20130100944444.1专利申请书);(5)为被检测的各相对地阻抗Za(l、Zbo和Zetl及相间阻抗 h ^bc 和 Zac。
具体实施方式
[0011] 首先,在输配电线路正常时,在线路最大运行方式下,在恶劣天气(雨天)情况下,通过输配电线路故障智能诊断装置中的线路传感器的动作依次对线路的相对地和相间施加交流高压进行试验,测出相对地阻抗Za0、Zb0和ZcO及相间阻抗ZAb、Zbc和ZAc,贮存在装置的标准库里作为该线路能够运行的最低运行判据ZaOj、ZbOj和ZcOj和ZAbj、Zbcj和ZAcj。
[0012] 在电网发生故障跳闸后,后经Tl时间间隔后,Tl为故障点绝缘的快速恢复时间,根据电网中性点的接地方式依次对线路的相对地和相间施加高压交流检测电源信号,并对电流、电压信号进行测量,计算故障线路的各相对地阻抗ZaO、ZbO和ZcO及相间阻抗ZAb、Zbc和ZAc,把检测计算结果与该线路的最低运行判据ZaOj、ZbOj和ZcOj和ZAbj、Zbcj和ZAcj相比较,如此时检测到的相对地阻抗Za0、Zb0和ZcO及相间阻抗ZAb、Zbc和ZAc均大于该线路的最低运行判据ZaOj、ZbOj和ZcOj和ZAbj、Zbcj和ZAcj,则判断故障分为瞬时性故障,故障点的绝缘已恢复,该线路可以加入运行。
[0013] 如第一次检测到的相对地阻抗ZaO、ZbO和ZcO及相间阻抗ZAb、Zbc和ZAc任一项小于该线路的最低运行判据ZaOj、ZbOj和ZcOj和ZAbj、Zbcj和ZAcj,则表明故障点的绝缘未完全恢复,则要经过T2时间间隔后再次进行检测。T2为故障点绝缘的终结恢复时间,即经T2时间间隔后检测的结果为该线路的最终结果。此时,如线路相对地阻抗Za0、Zb0和ZcO及相间阻抗ZAb、Zbc和ZAc任一项小于该线路的最低运行判据ZaOj、ZbOj和ZcOj和ZAbj、Zbcj和ZAcj则判断为永久性故障;如检测到的相对地阻抗ZaO、ZbO和ZcO及相间阻抗ZAb、Zbc和ZAc均大于该线路的最低运行判据ZaOj、ZbOj和ZcOj和ZAbj、Zbcj和ZAcj,则判断故障点的绝缘已恢复,该线路可以加入运行。
[0014] 以上所述仅是本发明的优选实施方式,本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例,凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种输配电线路故障交流阻抗快速跟踪判断法,其特征在于:当输配电线路故障跳闸后,通过安装在线路开关外侧的线路传感器的定期导通与关闭把高压交流检测电源依次施加在故障线路的相对地或相间,跟踪检测故障线路的各相对地阻抗za(l、Zbo和Zcfl及相间阻抗ZAb、Zbc和ZA。,对输配电线路故障性质及其故障的恢复情况进行跟踪,并把检测结果与该线路的最低运行判据Zaw、zb(u和和ZAW、Zbcu.和Zacu.相比较来判断线路的故障是瞬时性故障或为永久性故障,决定线路是否能加入运行。
2.根据权利要求1所述的输配电线路故障交流阻抗快速跟踪判断法,它由高压交流检测电源(I)、电流检测单元(2)、电压检测单元(3)和线路传感器(4)组成,其特征在于:当输配电线路故障跳闸后,通过安装在线路开关外侧的线路传感器的导通与关闭把高压交流检测电源依次施加在故障线路的相对地或相间,通过检测并跟踪线路的相对地和相间的交流阻抗值及其变化来判断线路的故障性质并跟踪故障的恢复情况。
3.根据权利要求1所述的输配电线路故障交流阻抗快速跟踪判断法,其特征在于••第一次对故障线路施加高压交流检测电源信号的时间为线路故障跳闸后经T1时间间隔后,T1为故障点绝缘的快速恢复时间,如此时检测到的相对地阻抗Za(l、ZM和Zcitl及相间阻抗ZAb、Zb。和ZA。均大于该线路的最低运行判据ZaW、Zb(U和和ZAW、Zbcu_和Zacu.,则故障点的绝缘已恢复,检测结朿,否则,则再经T2时间间隔后再进行检测,T2为故障点绝缘的终结恢复时间,即经T2时间间隔后检测的结果为该线路的最终结果。
4.根据权利要求1所述的输配电线路故障交流阻抗快速跟踪判断法,其特征在于:输配电线路故障后能否运行的线路的相对地或相间最低运行判据值ZaW、Z_和和ZAW、Zbc;j和ZAc;j是输配电线路正常时在最大运行方式下,在恶劣天气(雨天)情况下通过对该线路的相对地和相间通过现场实 验的方式得到的该线路能够运行的最低针对性判据值。
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