CN106526412A - 一种适用于光伏场直流电缆接地故障定位的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于光伏场直流电缆接地故障定位的方法和装置，包括以下步骤：步骤一，获取直流电缆无故障情况下单位长度功率损耗P 损；步骤二，通过电压电流计算故障直流电缆两端功率P 1、P 2，P 1为靠近电源端功率；计算直流电缆的功率损耗P 0=P 1‑P 2；根据直流电缆长度L计算该直流电缆的额定功率损耗P 额=P 损·L；步骤三，比较P 0与P 额的大小，如果P 0≥P 额，直流电缆正常；如果P 0＜P 额，直流电缆出现故障，且故障点距离直流电缆电源端的距离L 0=P 0/P 损。该方法通过测量直流电缆两端电流、电压来确定故障点位置，相较于传统方法更为简单，方便技术人员掌握，能够实时、快速获取直流电缆故障位置，缩短处理直流电缆事故的时间。

Description

一种适用于光伏场直流电缆接地故障定位的方法和装置
技术领域
本发明属于直流电缆故障检测领域，尤其涉及一种适用于光伏场直流电缆接地故障定位的方法和装置。
背景技术
目前，我国已将新能源产业上升为国家战略产业，未来10年将加大对包括太阳能在内的新能源产业投资，以减少经济对石化能源依赖和降低碳排放，直流电缆将会越来越多地运用到清洁能源发电领域。但是，由于直流电缆大都埋入地下，发生故障后，故障点的查找是长期困扰的难题。
目前，常用的直流电缆故障检测方法有高压脉冲法和低压脉冲法，高压脉冲法能够适用很多故障类型，但其难点在于卡波，对技术人员的经验要求非常高；低压脉冲法需根据信号的传播和反射波形来确定故障点位置，该方法也需要对波形进行识别，且对技术的要求比较高。
发明内容
针对当前故障测量存在的问题，本发明的目的是提供一种简单、易操作的电缆故障定位方法。
为了实现上述目的，本发明的方案包括：
一种适用于光伏场直流电缆接地故障定位的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，获取直流电缆无故障情况下单位长度功率损耗P 损；
步骤二，通过电压电流计算故障直流电缆两端功率P 1、P 2，P 1为靠近电源端功率；计算直流电缆的功率损耗P 0 = P 1- P 2；根据直流电缆长度L计算该直流电缆的额定功率损耗P 额=P 损·L；
步骤三，比较P 0与P 额的大小，
如果P 0≥P 额，直流电缆正常；
如果P 0 ＜P 额，则直流电缆出现故障，且故障点距离直流电缆电源端的距离L 0 =P 0 /P 损。
本发明通过测量直流电缆两端电流、电压来确定故障点位置，相较于传统方法更为简单，方便技术人员掌握，能够实时、快速获取直流电缆故障位置，缩短处理直流电缆事故的时间。
附图说明
图1是直流电缆故障定位装置原理图；
图2是直流电缆故障定位方法原理图；
图3是直流电缆功率分布图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明：
一种适用于光伏场直流电缆接地故障定位的方法
如图2，直流电缆一端设置电路故障报警与定位装置，该装置能够实时测量直流电缆两端电压和电流，通过测量直流电缆两端电压、电流计算直流电缆两端的功率，利用直流电缆的功率损耗进行接地故障判断和定位。
具体的，如图1，直流电缆两端测量电流装置可以为电流传感器，测量电压的装置可以为电压传感器，可以通过同步时钟来控制所有电流、电压传感器的同步测量；在其它实施案例中也可为能实现上述功能的测量装置。
测得的电流、电压数据通过信号转换器传入数据处理服务器，数据处理服务器从功率分布模型库中根据不同的直流电缆参数获取不同的单位长度功率损耗，通过计算得出直流电缆的状态；在本实施例中，直流电缆的单位长度功率损耗是通过功率分布模型库获得的，功率分布模型库是直流电缆正常工作时通过测量得到的；在其它实施案例中，直流电缆的单位长度功率损耗可以通过电缆直径、材料电阻率等计算得到，也可以通过其他技术手段得到。
直流电缆状态的故障信息通过音响发出声音进行提示，同时利用手机APP用来显示故障位置；在其它实施案例中，也可为能实现上述功能的其它类型的报警和显示设备。
在本实施例中，故障定位过程如下：
步骤一，P 损是通过向功率分布模型库录入被测直流电缆相关参数及信息计算得到的，其对应的电流大小为I，该功率分布模型库记录了大量直流电缆正常工作时功率分布数据；
步骤二，在直流电缆两端分别连接电压互感器和电流互感器，测得靠近电源端的电压U 1、电流I 1，远离电源端的电压U 2、电流I 2，故障定位期间的电流不变，且I 1=I；在本实施例中，测得的电流、电压通过信号转换器转换为数字信号后，送入数据处理服务器进行计算，得到P 1= U 1·I 1，P 2= U 2·I 2；计算直流电缆的功率损耗P 0= P 1 - P 2；根据直流电缆长度L计算该直流电缆的额定功率损耗P 额=P 损·L，参见图3，在本实施例中，直流电缆的长度L通过直流电缆铺设信息获得；
步骤三，比较P 0与P 额的大小，
如果P 0≥P 额，直流电缆正常；
如果P 0＜P 额，直流电缆出现故障，且故障点距离直流电缆电源端的距离L 0=P 0/P 损；在本实施例中，音响发出故障提示音，手机APP显示直流电缆的故障位置。
本发明还提供一种适用于光伏场直流电缆接地故障定位的装置，包括如下单元：
1)用于获取直流电缆无故障情况下单位长度功率损耗P 损的单元；
2)用于通过电压电流测量故障直流电缆靠近两端功率P 1、P 2，P 1为靠近电源端功率，计算直流电缆的功率损耗P 0= P 1-P 2，获取该直流电缆的额定功率损耗P 额，P 额= P 损·L的单元；
3)用于比较P 0与P 额的大小的单元，如果P 0≥P 额，则直流电缆正常，如果
P 0＜P 额，则直流电缆出现故障，且故障点距离直流电缆电源端的距离L 0=P 0/P 损。
上述适用于光伏场直流电缆接地故障定位的装置，实际上是基于本发明方法流程的一种计算机解决方案，即一种功能模块构架，上述各种单元即为与方法流程相对应的各处理进程或程序。由于对上述方法的介绍已经足够清楚完整，故不再对该装置进行详细描述。
以上给出了一种具体的实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。

Claims (3)

1.一种适用于光伏场直流电缆接地故障定位的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，获取直流电缆无故障情况下单位长度功率损耗P 损；
步骤二，通过电压电流计算故障直流电缆两端功率P 1、P 2，P 1为靠近电源端功率；计算直流电缆的功率损耗P 0= P 1- P 2；获取该直流电缆的额定功率损耗P 额，P 额=P 损·L；
步骤三，比较P 0与P 额的大小，
如果P 0≥P 额，则直流电缆正常；
如果P 0 ＜P 额，则直流电缆出现故障，且故障点距离直流电缆电源端的距离L 0 =P 0 /P 损。
2.根据权利要求1所述的一种适用于光伏场直流电缆接地故障定位的方法，其特征在于，所述单位长度功率损耗P 损为直流电缆正常工作时通过测量得到的。
3.一种适用于光伏场直流电缆接地故障定位的装置，其特征在于，包括：用于获取直流电缆无故障情况下单位长度功率损耗P 损的单元；
用于通过电压电流计算故障直流电缆两端功率P 1、P 2，P 1为靠近电源端功率，计算直流电缆的功率损耗P 0= P 1-P 2，获取该直流电缆的额定功率损耗P 额，P 额 = P 损·L的单元；
用于比较P 0与P 额的大小的单元，如果P 0≥P 额，则直流电缆正常，如果P 0＜P 额，则直流电缆出现故障，且故障点距离直流电缆电源端的距离L 0=P 0/P 损。
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