利用電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行電網(wǎng)故障源定位的方法及電力系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種利用電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行電網(wǎng)故障源定位的方法及電力系統(tǒng)。為解決現(xiàn)有技術(shù)中故障源定位成本高、投入大等問(wèn)題而發(fā)明。本發(fā)明能通過(guò)計(jì)算故障線路兩端電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)監(jiān)測(cè)到問(wèn)題的時(shí)間差而對(duì)故障源進(jìn)行定位。本發(fā)明不需要額外投入，僅利用現(xiàn)有電網(wǎng)中的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置即可實(shí)現(xiàn)，成本低。
【專利說(shuō)明】利用電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行電網(wǎng)故障源定位的方法及電力系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電力系統(tǒng)故障源定位的方法及電力系統(tǒng)【背景技術(shù)】
[0002]在電力系統(tǒng)運(yùn)行中，輸配電線路擔(dān)負(fù)著電能輸送分配的重任，很容易發(fā)生故障，而用人工查找故障點(diǎn)費(fèi)時(shí)又困難，不利于快速恢復(fù)電網(wǎng)運(yùn)行。故障定位技術(shù)可以根據(jù)線路故障時(shí)的故障特征迅速準(zhǔn)確地進(jìn)行故障定位，不僅有利于線路及時(shí)修復(fù)，保證可靠供電，大大減輕人工巡線的艱辛勞動(dòng)，而且對(duì)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行都有十分重要的作用。由于高壓輸電線路和中低壓配電網(wǎng)本身線路網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的不同，所以，適應(yīng)于各自的故障定位方法也有所區(qū)別。
[0003]I)高壓輸電線故障定位、輸電線路故障定位按其工作原理分為阻抗法、行波法兩種。
[0004]2)配電網(wǎng)故障定位技術(shù)一直是國(guó)內(nèi)外研究的難點(diǎn)，到目前為止還沒(méi)有很好的解決方法，只能靠人工尋線。少數(shù)配電系統(tǒng)安裝饋線自動(dòng)化裝置的地區(qū)，在線路上安裝有自動(dòng)分段開關(guān)和檢測(cè)裝置，故障后利用自動(dòng)分段開關(guān)的相互配合，確定故障區(qū)段并將故障區(qū)段隔離，但是這種方法只能確定故障區(qū)段，并不能確定故障位置，而且由于饋線自動(dòng)化投資大、維護(hù)復(fù)雜，沒(méi)有得到廣泛應(yīng)用。
[0005]3)電纜故障一般分為:開路故障、低阻故障和高阻故障三種類型。從測(cè)距原理上分析，阻抗法和行波法同樣是電力電纜測(cè)距的基本方法。由于電力電纜自身故障的特點(diǎn)，高阻故障和閃絡(luò)故障用阻抗法根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)，而行波法在此處就顯示出優(yōu)越性。目前故障電纜的測(cè)距方法主要是基于C型行波測(cè)距法的脈沖電壓法和脈沖電流法。
[0006]上述故障源定位方法多是在故障發(fā)生后，再向故障線路注入信號(hào)以進(jìn)行故障定位。當(dāng)前電網(wǎng)中已經(jīng)普遍部署了電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)儀器。當(dāng)線路發(fā)生故障后，會(huì)引發(fā)相應(yīng)的電能質(zhì)量問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為克服上述缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種無(wú)需額外投入的電網(wǎng)中的線路實(shí)現(xiàn)故障源定位方法。
[0008]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明利用電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行配電網(wǎng)電壓暫降故障源定位的方法，其中，所述的配電網(wǎng)中部署有多個(gè)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)，各電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的時(shí)鐘同步，所述的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)產(chǎn)生的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸路徑獨(dú)立于電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，其特征在于:所述方法至少包括下述步驟:
[0009]依據(jù)采集到的故障線路兩端的電壓暫降信息，仿真分析從故障點(diǎn)引發(fā)線路兩端電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)儀實(shí)時(shí)波形變化的時(shí)間差；
[0010]依據(jù)時(shí)間差和故障在故障線路上的傳播速度計(jì)算故障源距近電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的位置。
[0011]其中，所述方法具體包括:
[0012]a)對(duì)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行拓?fù)涑橄?，建立電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)與線路的對(duì)應(yīng)關(guān)系，每條線路抽象為一條有確定長(zhǎng)度的線段，電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)抽象為線段兩端的節(jié)點(diǎn)，而目標(biāo)電網(wǎng)則抽象為一張加權(quán)網(wǎng)絡(luò)；
[0013]b)采集故障線路兩端的電壓暫升或暫降信息到中心結(jié)點(diǎn)，并仿真分析從線路發(fā)生故障的點(diǎn)引發(fā)線路兩端電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)儀實(shí)時(shí)波形變化的時(shí)間差，
[0014]c)依據(jù)時(shí)間差和故障在故障線路上的傳播速度計(jì)算出故障源距近電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的位置。
[0015]其中，計(jì)算故障源距近電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的位置的公式為:
[0016]m=(l_s*t)/2，
[0017]其中，I是線路長(zhǎng)度，s為故障在線路中傳播速度，t為兩端時(shí)間差。
[0018]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明電網(wǎng)故障源定位的電力系統(tǒng)，其中，所述的電網(wǎng)中部署有多個(gè)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)，各電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)的時(shí)鐘同步，所述的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)產(chǎn)生的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸路徑獨(dú)立于電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，其特征在于:所述電力系統(tǒng)至少包括:
[0019]時(shí)間差計(jì)算裝置，用以依據(jù)采集到的故障線路兩端的電壓暫降信息，仿真分析從故障點(diǎn)引發(fā)線路兩端電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)儀實(shí)時(shí)波形變化的時(shí)間差；
[0020]故障定位裝置，依據(jù)時(shí)間差和故障在故障線路上的傳播速度計(jì)算故障源距近電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的位置。
[0021]本發(fā)明不需要額外投入，僅利用現(xiàn)有電網(wǎng)中的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置即可實(shí)現(xiàn)，成本低。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1為基于電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)進(jìn)行故障源定位框圖。
[0023]圖2為故障監(jiān)測(cè)原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0025]本發(fā)明能對(duì)以下情況的電網(wǎng)中的線路實(shí)現(xiàn)故障源定位:(1)電網(wǎng)中已經(jīng)部署了多個(gè)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)；(2)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸路徑獨(dú)立于電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)；(3)進(jìn)行故障源定位監(jiān)測(cè)的線路的兩端都有電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)儀器。
[0026]在上每個(gè)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)上需要部署相應(yīng)軟件，使每個(gè)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)成為一個(gè)故障源定位的計(jì)算節(jié)點(diǎn)，每個(gè)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)要保證與相鄰監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的通訊及數(shù)據(jù)傳輸能力。需要在區(qū)域上部署一臺(tái)計(jì)算服務(wù)器作為中心計(jì)算節(jié)點(diǎn)，用于顯示全局故障位置信息，并發(fā)出調(diào)度信號(hào)。
[0027]本發(fā)明針對(duì)的故障類型為引發(fā)的電壓暫升/暫降的的故障，包括單相接地，兩相短路，兩相接地短路，三相短路等，見下表。
[0028]
【權(quán)利要求】
1.一種利用電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行配電網(wǎng)電壓暫降故障源定位的方法，其中，所述的配電網(wǎng)中部署有多個(gè)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)，各電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的時(shí)鐘同步，所述的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)產(chǎn)生的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸路徑獨(dú)立于電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，其特征在于:所述方法至少包括下述步驟: 依據(jù)采集到的故障線路兩端的電壓暫降信息，仿真分析從故障點(diǎn)引發(fā)線路兩端電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)儀實(shí)時(shí)波形變化的時(shí)間差； 依據(jù)時(shí)間差和故障在故障線路上的傳播速度計(jì)算故障源距近電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于:所述方法具體包括: a)對(duì)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行拓?fù)涑橄?，建立電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)與線路的對(duì)應(yīng)關(guān)系，每條線路抽象為一條有確定長(zhǎng)度的線段，電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)抽象為線段兩端的節(jié)點(diǎn)，而目標(biāo)電網(wǎng)則抽象為一張加權(quán)網(wǎng)絡(luò)； b)采集故障線路兩端的電壓暫升或暫降信息到中心結(jié)點(diǎn)，并仿真分析從線路發(fā)生故障的點(diǎn)引發(fā)線路兩端電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)儀實(shí)時(shí)波形變化的時(shí)間差， c)依據(jù)時(shí)間差和故障在故障線路上的傳播速度計(jì)算出故障源距近電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于:計(jì)算故障源距近電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的位置的公式為:
m=(1- s*t)/2, 其中，I是線路長(zhǎng)度，s為故障在線路中傳播速度，t為兩端時(shí)間差。
4.一種利用電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行配電網(wǎng)電壓暫降故障源定位的電力系統(tǒng)，其中，所述的電網(wǎng)中部署有多個(gè)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)，各電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)的時(shí)鐘同步，所述的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)產(chǎn)生的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸路徑獨(dú)立于電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，其特征在于:所述電力系統(tǒng)至少包括: 時(shí)間差計(jì)算裝置，用以依據(jù)采集到的故障線路兩端的電壓暫降信息，仿真分析從故障點(diǎn)引發(fā)線路兩端電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)儀實(shí)時(shí)波形變化的時(shí)間差； 故障定位裝置，依據(jù)時(shí)間差和故障在故障線路上的傳播速度計(jì)算故障源距近電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的位置。
【文檔編號(hào)】G01R31/08GK103901321SQ201410100692
【公開日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2014年3月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月18日
【發(fā)明者】曹軍威, 張華贏, 許延祥, 王淼, 姚森敬, 余鵬, 朱正國(guó) 申請(qǐng)人:清華大學(xué), 深圳供電局有限公司