[发明专利]一种基于零序电压的配电网单相接地故障测距的方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种配电网接地故障测距的方法，特别是一种基于零序电压的配电网单相接地故障测距的方法。 

背景技术：

配电网安全运行对社会生产生活提供重要保证，一旦发生重大故障经济损失难以估计。因此，快速准确测距故障，对电力系统的经济性、安全性和可靠性非常重要。配电网中单相接地故障发生概率最大。 

随着配电网自动化技术的发展，在馈线上安装具有测量和通信功能的新型配电开关，可以获取大量的线路电量信息，然后使用电工网络图论原理建立节点的邻接矩阵和节点信息矩阵，进而得出故障判断矩阵并对其元素分析,可以判断出故障区段。故障区段的识别可以实现快速切除故障，却不能精确的实现故障测距，无法满足后续工作要求。针对故障测距主要有两种方法：行波法和阻抗法。其中行波法具有良好的精确性，阻抗法具有良好的稳定性，综合两种方法的优点，并利用测量点负序电流与故障点负序电压的相位关系可进行测距。但配电线路结构复杂、分支众多、线路距离短，难以解决故障波头的识别及混和线路波阻抗变化的问题。同时需要多套行波检测设备，经济成本较高。故行波法难以适用于配电网。若采用阻抗法,不但可以克服行波法的测距难题，而且可以利用大量现有的投运设备，硬件投资小，容易实现。对于双端阻抗法，可采用相位补偿法消除非同步采集到的零序电流、电压之间的误差以进行故障距离计算。然而以往采用的阻抗法大多采用集中参数模型计算，由于没有考虑分布电容的影响，计算结果误差较大。基于分布参数模型的故障测距方法，克服了基于集中参数模型时忽略分布电容影响的弊端，可提高测距精度。部分计算方法采用固定的线路参数计算，同样存在较大误差。我国中压配电网多为单端辐射状电网，多发生单相接地故障，故障选线及故障区间确定研究方面取得了丰硕的成果并获得了很好的应用，如何实现中压配电网的准确故障测距困难较大。单相接地故障时暂态能量小，行波信号量测困难；而传统的基于阻抗法的测距技术多用于高压电网，中性点接地方式与中低压配电网不同，研究时多从正序参数考虑且多考虑单一线路，无法直接应用于中压配电网。 

发明内容

本发明的目的是要提供一种基于零序电压的配电网单相接地故障测距的方法，解决配电网线路结构复杂、分支众多、线路距离短特征带来的单相接地故障测距误差大的问题。 

本发明的目的是这样实现的：该故障测距方法是从单端辐射状中压配电网整体零序参数出发，分析单相接地故障时考虑分布参数模型的影响，测量母线处及各出线末端故障后稳态零序电压值及各馈线零序电流，找出故障馈线及非故障馈线零序电压变化特点。 

具体步骤如下： 

（1）、分布参数线路模型 

对配电网进行故障测距，利用分布参数模型进行故障测距；通过对线路参数进行计算，单相接地故障发生时，对地电导电流远小于电容电流，故可忽略对地电导的影响，零序等值电路分布参数模型简化为线路阻抗及对地电容沿线平均分布； 

（2）、非故障线路分析 

将馈电线路分成n个小区间，取其中任一小区间并记作[x,x+Δx]，这个小区间所产生的对地电流ΔI_C＝I_C·Δx，I_C为单位长度的线路对地电容电流； 

对于非故障线路，每个小区间产生的电流ΔI_C在线路上流过的范围由母线到小区间所在的位置x，然后经地流向故障点；设每小区间对应的起始位置为x，则电流作用产生的电压量分别为ΔI_C·X·x，每个区间产生的对地电流作用于线路上产生的电压：ΔU＝ΔI_C·X·x，式中:X是线路单位长度的阻抗值；