本發(fā)明涉及配電網(wǎng)故障定位技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種配電網(wǎng)接地故障定位方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在我國配電網(wǎng)系統(tǒng)中，單相接地故障發(fā)生率最大，約占80％左右的比例。單相接地故障在潮濕的天氣中會(huì)頻繁發(fā)生，不僅影響了用戶的正常供電，而且可能產(chǎn)生過電壓，燒壞設(shè)備，甚至引起相間短路而擴(kuò)大事故，因此這種故障將嚴(yán)重影響配電設(shè)備和配電網(wǎng)的安全。單相接地故障發(fā)生時(shí)，故障電流小、故障特征不明顯不類同，因此單相接地故障檢測判斷十分困難?，F(xiàn)有技術(shù)中，主要通過以下方法來對單相接地故障進(jìn)行檢測：

1、小電流接地選線裝置。小電流接地選線裝置只能夠選出帶有接地故障的線路，給出指示信號，不能定位故障位置。而且小電流接地故障的故障特征不顯著，諧振接地系統(tǒng)選線難，因此該裝置準(zhǔn)確率不高。

2、信號源法。其原理是當(dāng)單相接地故障發(fā)生時(shí)，人為的把接地故障時(shí)不明顯的信號放大，通過對故障線路上的不對稱的電流信號的特征分析進(jìn)行故障的判斷與定位。這種方式信號源接入一次側(cè)給線路帶來安全隱患，無法準(zhǔn)確檢測高阻接地故障。

3、傳統(tǒng)的單相接地故障指示器。傳統(tǒng)的單相接地故障指示器無法精確提取高頻暫態(tài)電流，高頻暫態(tài)電流的不精確導(dǎo)致故障的判斷和定位準(zhǔn)確度低。

綜上所示，如何對單相接地故障進(jìn)行準(zhǔn)確檢測是本領(lǐng)域技術(shù)人員當(dāng)前需要解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種配電網(wǎng)接地故障定位方法及系統(tǒng)，可以顯著提高對單相接地故障進(jìn)行檢測的準(zhǔn)確度。其具體方案如下：

一種配電網(wǎng)接地故障定位方法，包括：

對三相配電線路中的每一相線路進(jìn)行監(jiān)測，若出現(xiàn)故障特征波形，則進(jìn)行錄波，得到相應(yīng)線路的錄波文件；

將所述三相配電線路中的每一相線路的錄波文件進(jìn)行匯集整合，得到故障錄播文件；

將所述故障錄波文件合成暫態(tài)錄波文件，并根據(jù)變化幅度最大的兩點(diǎn)之間的波形，確定故障位置，并在接線圖中顯示所述故障位置。

優(yōu)選的，所述錄波文件與所述故障錄波文件的時(shí)間差小于預(yù)設(shè)值。

優(yōu)選的，所述錄波文件包括故障點(diǎn)前3個(gè)和后5個(gè)周期的波形。

本發(fā)明還公開了一種配電網(wǎng)接地故障定位系統(tǒng)，包括：

采集模塊，用于對三相配電線路中的每一相線路進(jìn)行監(jiān)測，若出現(xiàn)故障特征波形，則進(jìn)行錄波，得到相應(yīng)線路的錄波文件；

匯集模塊，用于將所述三相配電線路中的每一相線路的錄波文件進(jìn)行匯集整合，得到故障錄播文件；

處理模塊，用于將所述故障錄波文件合成暫態(tài)錄波文件，并根據(jù)變化幅度最大的兩點(diǎn)之間的波形，確定故障位置，并在接線圖中顯示所述故障位置。

優(yōu)選的，所述采集模塊包括在三相配電線路中每一相線路上設(shè)置的采集單元。

優(yōu)選的，所述采集模塊與所述匯集模塊每經(jīng)過預(yù)設(shè)時(shí)間長度，則進(jìn)行時(shí)間同步，使得所述錄波文件與所述故障錄波文件的時(shí)間差小于預(yù)設(shè)值。

優(yōu)選的，所述采集模塊將采集的故障點(diǎn)前3個(gè)和后5個(gè)周期的波形作為所述錄波文件。

本發(fā)明公開的一種配電網(wǎng)接地故障定位方法，包括：對三相配電線路中的每一相線路進(jìn)行監(jiān)測，若出現(xiàn)故障特征波形，則進(jìn)行錄波，得到相應(yīng)線路的錄波文件；將上述三相配電線路中的每一相線路的錄波文件進(jìn)行匯集整合，得到故障錄播文件；將上述故障錄波文件合成暫態(tài)錄波文件，并根據(jù)變化幅度最大的兩點(diǎn)之間的波形確定故障位置，并在接線圖中顯示上述故障位置，可見，本發(fā)明將定位過程分為采集、匯集、合成三個(gè)步驟進(jìn)行，在發(fā)生故障時(shí)，對每一相線路分別錄波，將相應(yīng)的錄波文件匯集整合，根據(jù)對通過故障錄播文件合成的暫態(tài)錄波文件中故障前后的波形進(jìn)行比較分析，從而對故障進(jìn)行判斷與定位，顯著提高了對單相接地故障進(jìn)行檢測的準(zhǔn)確度。

此外，本發(fā)明還公開了一種配電網(wǎng)接地故障定位系統(tǒng)，與上述防具有相同的技術(shù)效果，在此不再贅述。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明公開的一種配電網(wǎng)接地故障定位方法的流程示意圖；

圖2為本發(fā)明公開的一種配電網(wǎng)接地故障定位系統(tǒng)的模塊示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實(shí)施例公開的一種配電網(wǎng)接地故障定位方法，可以顯著提高對單相接地故障進(jìn)行檢測的準(zhǔn)確度。

在一種具體的實(shí)施方案中，參見圖1所示，包括步驟S1-S3，其中：

步驟S1：對三相配電線路中的每一相線路進(jìn)行監(jiān)測，若出現(xiàn)故障特征波形，則進(jìn)行錄波，得到相應(yīng)線路的錄波文件。

本發(fā)明實(shí)施方案中，通過卡具將相應(yīng)的錄播設(shè)備安裝在配電線路上，每相線路上分別安裝1臺，以實(shí)現(xiàn)對各相線路進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測和錄波。

需要說明的是，步驟S3中暫態(tài)錄波型故障指示器是長期掛在配電線路上的設(shè)備，設(shè)計(jì)的免維護(hù)使用壽命在5年以上，自取電線圈所提供的也有限，因此需要在兼顧功耗與性能設(shè)定一個(gè)能準(zhǔn)確定位故障的指標(biāo)。經(jīng)過大量的測試和優(yōu)化工作后本發(fā)明采用的錄波范圍包括故障點(diǎn)前3個(gè)到后5個(gè)周波，每個(gè)周波80個(gè)采樣點(diǎn)。當(dāng)然，可以選擇其他的錄播范圍和采樣點(diǎn)，選擇更大的錄波范圍和更多的采樣點(diǎn)，則相應(yīng)地會(huì)獲得更準(zhǔn)確的錄波文件，也更有利于在步驟S2和S3中獲得更準(zhǔn)確的結(jié)果。

需要進(jìn)一步說明的是，針對故障指示器長期在線路上運(yùn)行且維護(hù)較少的特點(diǎn)，本發(fā)明具備自取電功能，線路電流>5A時(shí)，自取電即可滿足全功能穩(wěn)定運(yùn)行。

步驟S2：將上述三相配電線路中的每一相線路的錄波文件進(jìn)行匯集整合，得到故障錄播文件。

本發(fā)明實(shí)施例中，考慮到實(shí)際數(shù)據(jù)處理時(shí)統(tǒng)一性，步驟S1中獲取的錄波文件為符合Comtrade 1999標(biāo)準(zhǔn)要求的文件(及包含一個(gè)dat數(shù)據(jù)文件和一個(gè)cfg配置文件)，因?yàn)殇洸ㄎ募菍θ嗑€路中的每一相的電流和電壓波形進(jìn)行錄制，需要對錄制的電流和電壓波形進(jìn)行合成以得到相應(yīng)的故障錄波文件，因此需要對錄波動(dòng)作和匯集合成動(dòng)作之間的時(shí)間進(jìn)行同步，即確保錄波文件與上述故障錄波文件的時(shí)間差小于預(yù)設(shè)值，在此，預(yù)設(shè)值取半個(gè)采樣點(diǎn)時(shí)間間隔，即1秒÷50Hz÷80個(gè)采樣點(diǎn)÷2＝125微秒。當(dāng)然，也可以取其他小于半個(gè)采樣點(diǎn)時(shí)間間隔的時(shí)間。

步驟S3：將上述故障錄波文件合成暫態(tài)錄波文件，并根據(jù)變化幅度最大的兩點(diǎn)之間的波形，確定故障位置，并在接線圖中顯示上述故障位置。

本發(fā)明實(shí)施方案中，將故障錄波文件合成為暫態(tài)零序電流波形，根據(jù)故障線路和非故障線路的暫態(tài)零序電流波形不相似的原理判定故障位置并在一次接線圖的界面上展示故障位置。當(dāng)然，在合成暫態(tài)錄波文件的同時(shí)，還可繼續(xù)接收該線路上繼續(xù)采集的故障錄波文件。

可以理解的是，暫態(tài)零序電流需要三相線路同時(shí)穿過互感器才可以獲取，但是在實(shí)際中，架空線相距較遠(yuǎn)，不能直接將導(dǎo)線穿過互感器測量。針對此缺點(diǎn)本發(fā)明將定位過程分為采集、匯集、合成三個(gè)步驟進(jìn)行。在發(fā)生故障時(shí)，對每一相線路分別錄波，將相應(yīng)的錄波文件匯集整合，根據(jù)對通過故障錄播文件合成的暫態(tài)錄波文件中故障前后的波形進(jìn)行比較分析，從而對故障進(jìn)行判斷與定位。

本發(fā)明還公開了一種配電網(wǎng)接地故障定位系統(tǒng)，參見圖2所示，包括采集模塊11、匯集模塊12和處理模塊13，其中：

采集模塊11，用于對三相配電線路中的每一相線路進(jìn)行監(jiān)測，若出現(xiàn)故障特征波形，則進(jìn)行錄波，得到相應(yīng)線路的錄波文件。

本發(fā)明實(shí)施方案中，采集模塊包括通過卡具將相應(yīng)的錄播設(shè)備安裝在配電線路上的采集單元，每相線路上分別安裝1臺，以實(shí)現(xiàn)對各相線路進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測和錄波。

需要說明的是，三相配電線路上預(yù)設(shè)的暫態(tài)錄波型故障指示器是長期掛在配電線路上的設(shè)備，設(shè)計(jì)的免維護(hù)使用壽命在5年以上，自取電線圈所提供的也有限，因此需要在兼顧功耗與性能設(shè)定一個(gè)能準(zhǔn)確定位故障的指標(biāo)。經(jīng)過大量的測試和優(yōu)化工作后本發(fā)明采用的錄波范圍包括故障點(diǎn)前3個(gè)到后5個(gè)周波，每個(gè)周波80個(gè)采樣點(diǎn)。當(dāng)然，可以選擇其他的錄播范圍和采樣點(diǎn)，選擇更大的錄波范圍和更多的采樣點(diǎn)，則相應(yīng)地會(huì)獲得更準(zhǔn)確的錄波文件，也更有利于匯集模塊12和處理模塊13在處理中得到更準(zhǔn)確的結(jié)果。

需要進(jìn)一步說明的是，針對故障指示器長期在線路上運(yùn)行且維護(hù)較少的特點(diǎn)，本發(fā)明的采集模塊具備自取電功能，線路電流>5A時(shí)，自取電即可滿足全功能穩(wěn)定運(yùn)行。

匯集模塊12，用于將上述三相配電線路中的每一相線路的錄波文件進(jìn)行匯集整合，得到故障錄播文件。

本發(fā)明實(shí)施例中，考慮到實(shí)際數(shù)據(jù)處理時(shí)統(tǒng)一性，采集模塊獲取的錄波文件為符合Comtrade 1999標(biāo)準(zhǔn)要求的文件(及包含一個(gè)dat數(shù)據(jù)文件和一個(gè)cfg配置文件)，因?yàn)殇洸ㄎ募菍θ嗑€路中的每一相的電流和電壓波形進(jìn)行錄制的，匯集模塊需要對錄制的電流和電壓波形進(jìn)行合成以得到相應(yīng)的故障錄波文件，因此需要對采集模塊和匯集模塊之間的時(shí)間進(jìn)行同步，即確保錄波文件與上述故障錄波文件的時(shí)間差小于預(yù)設(shè)值，在此，預(yù)設(shè)值取半個(gè)采樣點(diǎn)時(shí)間間隔，即1秒÷50Hz÷80個(gè)采樣點(diǎn)÷2＝125微秒。當(dāng)然，也可以取其他小于半個(gè)采樣點(diǎn)時(shí)間間隔的時(shí)間。

考慮到實(shí)際使用的延時(shí)情況，匯集模塊通常安裝設(shè)置在采集模塊附近的電線桿上，通過微功率無線的通信方式進(jìn)行時(shí)間同步，從而不影響相應(yīng)的故障錄波文件合成的結(jié)果；同時(shí)匯集模塊通過GPRS等運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)將故障錄波文件傳輸給處理模塊。

處理模塊13，用于將上述故障錄波文件合成暫態(tài)錄波文件，并根據(jù)變化幅度最大的兩點(diǎn)之間的波形，確定故障位置，并在接線圖中顯示上述故障位置。

本發(fā)明實(shí)施方案中，處理模塊將故障錄波文件合成為暫態(tài)零序電流波形，根據(jù)故障線路和非故障線路的暫態(tài)零序電流波形不相似的原理判定故障位置并在一次接線圖的界面上展示故障位置。當(dāng)然，處理模塊在合成暫態(tài)錄波文件的同時(shí)，還可繼續(xù)接收該線路上其他匯集模塊上傳的故障錄波文件。

需要說明的是，在實(shí)際使用中，處理模塊的功能通常由后臺主站實(shí)現(xiàn)，由于后臺主站可能會(huì)出現(xiàn)已建成且改造較困難的情況，無法將故障錄波文件合成為暫態(tài)零序電流波形，因此可以將故障錄波文件合成為暫態(tài)零序電流波形由匯集模塊完成。此時(shí)，需要對匯集模塊設(shè)置電池，相應(yīng)的，依照上文中通過GPRS等運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，流量約增加1/6。

可以理解的是，暫態(tài)零序電流需要三相線路同時(shí)穿過互感器才可以獲取，但是在實(shí)際中，架空線相距較遠(yuǎn)，不能直接將導(dǎo)線穿過互感器測量。針對此缺點(diǎn)本發(fā)明將定位過程分為采集、匯集、合成三個(gè)步驟進(jìn)行。在發(fā)生故障時(shí)，對每一相線路分別錄波，將相應(yīng)的錄波文件匯集整合，根據(jù)對通過故障錄播文件合成的暫態(tài)錄波文件中故障前后的波形進(jìn)行比較分析，從而對故障進(jìn)行判斷與定位。

最后，還需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個(gè)……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。

以上對本發(fā)明所提供的一種配電網(wǎng)接地故障定位方法及系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。