CN117233529A - 一种适用于配电网相间短路故障的单端测距方法 - Google Patents
一种适用于配电网相间短路故障的单端测距方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117233529A CN117233529A CN202311216962.6A CN202311216962A CN117233529A CN 117233529 A CN117233529 A CN 117233529A CN 202311216962 A CN202311216962 A CN 202311216962A CN 117233529 A CN117233529 A CN 117233529A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- phase
- fault
- phase voltage
- line
- current
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000016507 interphase Effects 0.000 title claims abstract description 16
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 title claims description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 21
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 7
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 6
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 3
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 7
- 238000005070 sampling Methods 0.000 abstract description 4
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 9
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Locating Faults (AREA)
Abstract
本发明涉及配电网馈线自动化故障定位与测距领域，公开了一种适用于配电网相间短路故障的单端测距方法，步骤如下：任意选取故障后2个工频周期长度或以上的三相电压、电流数据并滤波获取各自的工频分量；计算测量点的三相电压、电流线模分量；根据测量点的三相电压、电流线模分量计算三相电压、电流线模分量在线路上的相角；通过求解三相电压、电流线模分量相角的差值约束方程，确定线路故障点到测量点的距离。相比于目前用于配电网故障测距的行波技术，本方法具有良好的经济性和适用性，无需依赖卫星高精度同步授时和高分辨率采样，仅使用单端配电自动化终端的故障工频分量即实现了相间短路故障测距。
Description
技术领域
本发明涉及配电网馈线自动化故障定位与测距领域，尤其涉及一种适用于配电网相间短路故障的单端测距方法。
背景技术
配电网相间短路故障是10kV配电线路中较为常见的故障形式，在故障发生后有效并快速地定位故障点位置，将线路故障巡线范围缩小90%以上对保证整个电力系统的安全、稳定、经济运行有着十分重要的作用，其中故障测距技术用于确定故障点到测量点的距离，是故障点定位技术的重要环节。
对于故障测距，目前较为成熟的配电网故障测距产品多采用双端或多端行波法，但此类方法依赖于卫星的高精度授时、硬件的高采样率和波速精准测量，投资和运维成本较高，难以在配电网中普及。基于我国配电线路普遍装设了配电自动化系统，其终端设备能够采集实时的故障信息，若能够利用现有的配电自动化系统实现相间短路故障测距，则可以大幅减少故障测距技术的实现成本。
发明内容
本发明针对现有行波技术存在的不足和缺陷，提供了一种适用于配电网相间短路故障的单端测距方法，无需依赖卫星高精度同步授时和高分辨率采样，即以配电自动化系统为实现平台，以故障区段定位技术为基础，实现了配电网相间短路故障测距。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现。
一种适用于配电网相间短路故障的单端测距方法，包括以下步骤。
S1：相间短路故障发生后，针对故障点上游测量设备任意选取故障后2个工频周期长度或以上的三相电压、电流数据，并滤波获取各自的工频分量。
S2：基于Karrenbauer变换，根据所得三相电压、电流工频分量计算测量点的三相电压、电流线模分量。
S3：根据测量点的三相电压、电流线模分量计算三相电压、电流线模分量在线路上的相角。
S4：通过求解三相电压、电流线模分量相角的差值约束方程，确定线路故障点到测量点的距离。
优选地，所述S1中获取工频分量的方法如下。
利用IIR低通滤波器分别对每相电压、电流数据进行低通滤波处理，仅保留频率为60Hz以下的信号作为工频分量。
优选地，所述S2中测量点的三相电压、电流线模分量的具体计算方法如下。
分别对所选的两个故障相电压、电流数据工频分量逐点作差，将波形中的最大值
作为线模分量的模，并规定电压线模分量角度Uangle为0rad，而电流线模分量角度Iangle计算
公式为：。
其中，Umax_p、Imax_p分别为故障相电压、故障相电流工频分量差值最大值所对应位置，P为一个工频周期数据所对应的点数。
优选地，所述S3中三相电压、电流线模分量在线路上的相角、的
计算方法如下。
。
其中、为测量点的三相电压、电流线模分量，x为线路上任意观测点到测量
点的距离，为线路的传播常数，为线路的波阻，两个参数均为相量，计算公式如下。
。
其中ω是角频率，L为电感，C为电容，R为感抗。
所述S4中，时x的取值即为故障点到测量点的距离。
本发明的有益技术效果：相比于目前用于配电网故障测距的行波技术，本方法具有良好的经济性和适用性，无需依赖卫星高精度同步授时和高分辨率采样，仅使用单端配电自动化终端的故障工频分量即实现了相间短路故障测距。
附图说明
图1是本发明的总体流程图。
图2是本发明实施例中测量设备采集的三相电压波形。
图3是本发明实施例中测量设备采集的三相电流波形。
图4是本发明实施例中分别对所选的两个故障相电压、电流数据工频分量逐点作差得到的波形。
图5是本发明实施例中的电压、电流线模分量相角分布图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不限定本发明。
实施例：如图1所示，一种适用于配电网相间短路故障的单端测距方法。针对如图2、图3所示的AB相间短路故障波形进行故障测距，包括以下步骤。
S1：针对故障点上游测量设备任意选取发生故障后2个工频周期长度或以上的三相电压、电流数据，并滤波获取各自的工频分量，具体实施方法如下。
如图2、图3所示，实施例中故障发生时刻为0.12s，选取故障后的0.14s~0.30s内8个周期长度的电压、电流数据，利用IIR低通滤波器分别对每相电压、电流故障数据进行低通滤波处理，仅保留频率为60Hz以下的信号作为算法使用的工频分量。
S2：基于Karrenbauer变换，根据所得三相电压、电流工频分量计算测量点的三相电压、电流线模分量。具体实施方法如下。
分别对所选的两个故障相电压、电流数据工频分量逐点作差得到波形如图4所示，
将最大值作为测量点的三相电压、电流线模分量、的模。实施例中，测量点处的三相
电压线模分量的模为11198.53V，角度Uangle为0rad；三相电流线模分量的模为
1930.12A，角度Iangle为-0.1257 rad。因此测量点处的三相电压线模分量为11198.53+
0i，三相电流线模分量为1914.9-241.91i。
S3：基于传输线公式计算三相电压、电流线模分量在线路上的相角、，具体的实施方法如下。
。
其中，、为线路上任意观测点处的三相电压、电流线模分量；为线路的传
播常数，为线路的波阻抗。
实施例中的电压、电流线模分量相角的线路分布图如图5所示，实施例中，真实故障距离位于测量设备下游2km位置处，线路的传播常数为0.0006+0.0012i，单位为km-1，线路的波阻抗为379.8-190.65i，单位为Ω/km。
S4：求解电压、电流线模分量相角的差值约束方程，确定线路故障点到测量点的距离，具体的实施方法如下。
求解方程，得到满足结果的x取值便为故障点到测量点的距
离。实施例中求解结果为2.0662km，与真实故障距离误差为66.2m，满足配电网中对相间短
路故障测距的精度要求。
上述实施例是对本发明的具体实施方式的说明，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可做出各种变换和变化以得到相对应的等同的技术方案，因此所有等同的技术方案均应归入本发明的专利保护范围。
Claims (4)
1.一种适用于配电网相间短路故障的单端测距方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：相间短路故障发生后，针对故障点上游测量设备任意选取故障后2个工频周期长度或以上的三相电压、电流数据，并滤波获取各自的工频分量；
S2：基于Karrenbauer变换，根据所得三相电压、电流工频分量计算测量点的三相电压、电流线模分量；
S3：根据测量点的三相电压、电流线模分量计算三相电压、电流线模分量在线路上的相角；
S4：通过求解三相电压、电流线模分量相角的差值约束方程，确定线路故障点到测量点的距离。
2.根据权利要求1所述的一种适用于配电网相间短路故障的单端测距方法，其特征在于，所述S1中获取工频分量的方法为：
利用IIR低通滤波器分别对每相电压、电流数据进行低通滤波处理，仅保留频率为60Hz以下的信号作为工频分量。
3.根据权利要求1所述的一种适用于配电网相间短路故障的单端测距方法，其特征在于，所述S2中测量点的三相电压、电流线模分量的具体计算方法为：
分别对所选的两个故障相电压、电流数据工频分量逐点作差，将波形中的最大值作为线模分量的模，并规定电压线模分量角度Uangle为0rad，而电流线模分量角度Iangle计算公式为：
其中，Umax_p、Imax_p分别为故障相电压、故障相电流工频分量差值最大值所对应位置，P为一个工频周期数据所对应的点数。
4.根据权利要求1所述的一种适用于配电网相间短路故障的单端测距方法，其特征在于，所述S3中三相电压、电流线模分量在线路上的相角、/>的计算方法为：
其中/>、/>为测量点的三相电压、电流线模分量，x为线路上任意观测点到测量点的距离，/>为线路的传播常数，/>为线路的波阻，两个参数均为相量，计算公式为：
其中ω是角频率，L为电感，C为电容，R为感抗；
所述S4中，时x的取值即为故障点到测量点的距离。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311216962.6A CN117233529B (zh) | 2023-09-20 | 2023-09-20 | 一种适用于配电网相间短路故障的单端测距方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311216962.6A CN117233529B (zh) | 2023-09-20 | 2023-09-20 | 一种适用于配电网相间短路故障的单端测距方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117233529A true CN117233529A (zh) | 2023-12-15 |
| CN117233529B CN117233529B (zh) | 2024-05-14 |
Family
ID=89087553
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311216962.6A Active CN117233529B (zh) | 2023-09-20 | 2023-09-20 | 一种适用于配电网相间短路故障的单端测距方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117233529B (zh) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3960563A (en) * | 1973-09-20 | 1976-06-01 | Dimensional Development Corporation | Methods and apparatus for taking and composing stereoscopic pictures |
| CN103809082A (zh) * | 2014-02-17 | 2014-05-21 | 四川大学 | 一种基于线模行波突变的配电网单相接地故障的测距方法 |
| CN104391229A (zh) * | 2014-12-04 | 2015-03-04 | 山东大学 | 一种基于s变换的输电线路故障快速选相方法 |
| CN105182187A (zh) * | 2015-09-29 | 2015-12-23 | 湖南大学 | 基于定位函数的配电网馈线相间故障测距方法 |
| CN105699855A (zh) * | 2016-04-06 | 2016-06-22 | 国网技术学院 | 基于不受行波波速影响的单端行波故障测距计算方法和测距方法 |
| CN110456227A (zh) * | 2019-08-22 | 2019-11-15 | 清华大学 | 一种配电线路的单端行波测距方法 |
| WO2022160776A1 (zh) * | 2021-01-29 | 2022-08-04 | 国电南瑞科技股份有限公司 | 一种基于继电保护在线监视与分析系统的故障分析方法 |
| CN116930685A (zh) * | 2023-09-18 | 2023-10-24 | 青岛鼎信通讯科技有限公司 | 一种适用于配电网单相接地故障的单端测距方法 |
-
2023
- 2023-09-20 CN CN202311216962.6A patent/CN117233529B/zh active Active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3960563A (en) * | 1973-09-20 | 1976-06-01 | Dimensional Development Corporation | Methods and apparatus for taking and composing stereoscopic pictures |
| CN103809082A (zh) * | 2014-02-17 | 2014-05-21 | 四川大学 | 一种基于线模行波突变的配电网单相接地故障的测距方法 |
| CN104391229A (zh) * | 2014-12-04 | 2015-03-04 | 山东大学 | 一种基于s变换的输电线路故障快速选相方法 |
| CN105182187A (zh) * | 2015-09-29 | 2015-12-23 | 湖南大学 | 基于定位函数的配电网馈线相间故障测距方法 |
| CN105699855A (zh) * | 2016-04-06 | 2016-06-22 | 国网技术学院 | 基于不受行波波速影响的单端行波故障测距计算方法和测距方法 |
| CN110456227A (zh) * | 2019-08-22 | 2019-11-15 | 清华大学 | 一种配电线路的单端行波测距方法 |
| WO2022160776A1 (zh) * | 2021-01-29 | 2022-08-04 | 国电南瑞科技股份有限公司 | 一种基于继电保护在线监视与分析系统的故障分析方法 |
| CN116930685A (zh) * | 2023-09-18 | 2023-10-24 | 青岛鼎信通讯科技有限公司 | 一种适用于配电网单相接地故障的单端测距方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 蔡宁 等: "分布式SDN控制器放置问题研究", 《信息安全学报》, vol. 6, no. 02, 31 March 2021 (2021-03-31), pages 46 - 69 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN117233529B (zh) | 2024-05-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN116930685B (zh) | 一种适用于配电网单相接地故障的单端测距方法 | |
| CN109283429B (zh) | 一种基于正负序阻抗相等原理的配电网故障测距方法 | |
| Ma et al. | A Method of line fault location based on traveling wave theory | |
| CN114152840B (zh) | 一种lcc-mmc混合直流输电线路故障测距方法及系统 | |
| CN108196166B (zh) | 基于故障波形起始点到达时差的双端行波测距方法 | |
| CN112526282B (zh) | 一种配网单相接地故障区段定位方法 | |
| CN111141995A (zh) | 一种基于比幅原理的线路双端稳态量测距方法和系统 | |
| CN111812455A (zh) | 一种输电线路双端故障测距方法及系统 | |
| CN117233529B (zh) | 一种适用于配电网相间短路故障的单端测距方法 | |
| CN111766470A (zh) | 高压直流输电线路的故障定位方法、系统及直流输电线路 | |
| CN111638423A (zh) | 一种护套层和铠装层接地故障的电力电缆定位方法 | |
| CN115015687A (zh) | 一种四端环状柔性直流电网故障测距方法及系统 | |
| CN110161375A (zh) | 一种基于分布电阻参数的高压直流输电线路计算模型 | |
| CN1553208A (zh) | 基于行波时差的输电网故障定位方法及装置 | |
| CN110456226B (zh) | 一种输电线路的故障测距系统 | |
| CN114578184B (zh) | 一种直流输电线路双端行波频差比值故障测距方法及系统 | |
| CN114200246B (zh) | 一种直流输电线路故障测距方法及系统 | |
| CN115561580A (zh) | 基于零序分量的阻抗法配网单相接地故障定位方法和系统 | |
| CN114002559B (zh) | 一种柔性直流输电线路行波双端测距方法及系统 | |
| CN111475929B (zh) | 基于配电网实境试验平台监测数据的反演验证方法及系统 | |
| CN111273085B (zh) | 基于本征电气相位差的配电网时钟同步校正方法 | |
| CN108919051B (zh) | 电力线路故障点定位方法 | |
| CN111812456A (zh) | 基于分布式行波时频信息的输电线路故障定位方法、装置及系统 | |
| Zheng et al. | A traveling wave fault location system based on wavelet transformation | |
| Zheng et al. | Study on impedance-traveling wave assembled algorithm in one-terminal fault location system for transmission lines |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant |