[实用新型]基于零序电流同步测量的配电网故障定位装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电力技术和设备，尤其适用于3～35kV以架空线为主的配电网，能够在发生短路故障或者单相接地故障时，快速准确定位。

背景技术

我国3～35kV配电网广泛采用小电流接地方式。配电网的故障包括短路故障和单相接地故障。这两种故障的特征完全不同，但是都必须尽快找到故障点，这就提出了故障定位问题。

配电网故障定位问题长期以来没有得到很好的解决，现场往往还在采用人工巡线的方法，人工巡线不仅耗费了大量人力物力，而且延长了停电时间，影响供电安全。目前现场有三种方法进行自动定位，第一种方法是从PT注入高频信号，沿线路检测该信号确定故障位置，但是由于线路分布电容对高频信号形成通路，因此在经电阻接地时定位不准确。第二种方法是利用故障指示器的方法，由于故障指示器只能测量相电流，不能测量零序电流，所以对于短路故障效果较好，但是对于单相接地故障定位准确率很低。第三种方法是安装内置CT的智能开关，虽然该方法可以测量零序电流，单相接地故障的定位准确性也较好，但是投资较大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术上的不足，提供一种针对配电网故障的定位装置。该定位装置能够快速、准确地确定故障点，并适用于金属性接地、经电弧接地、经过渡电阻接地等多种故障情况。定位装置能够实现“二遥”功能，降低了用户的投资，性价比较高。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案为：提供一种基于零序电流同步测量的配电网故障定位装置，包括主站和终端两个部分：

所述终端设在架空线路杆塔上、电缆分支箱或者环网柜内，终端输入端接收线路CT二次侧的相电流以及零序电流信号，终端并与主站通过光纤通信或者移动通信连接；

所述终端利用GPS同步测量信号，保证异地测量的信号具有时标可比性；

所述架空线路CT为开口铁磁式结构，套置在所述架空线路上。

所述主站设在变电站内或调度中心，主站包括光纤通信模块和移动通信模块。

所述终端包括顺次连接的电流变换器、A/D转换模块、GPS模块、移动通信模块。

所述终端还包括太阳能充电模块和光纤收发模块。太阳能充电模块用于为终端供电。

所述主站为工业控制计算机。

正常运行时终端计算相电流的幅值、零序电流的幅值，并将结果上传给主站，由主站显示；发生故障后，终端采用傅立叶算法对相电流和零序电流进行分析，将相电流和零序电流的幅值和相位信息发送给主站，主站根据所有终端的信息综合分析计算出故障区段。主站算法采用图论的Dijkstra搜索算法，首先从第一个终端开始分析，发现相电流或者零序电流越限就继续向下游搜寻；当出现两个分支点时，向相电流或者零序电流越限的终端所在分支继续搜寻；直至发现第n个终端电流越限而第n+1个终端电流没有越限时，判断故障位于第n个终端和第n+1个终端之间。

本实用新型的故障定位装置通过以下方法实现故障定位：

所述的终端为适用于户外使用的微机型装置，安装于架空线杆塔上、电缆分支箱或者环网柜内，接入CT信号。终端用于测量相电流和零序电流信号及向主站发送故障信息，由电流变换器、A/D、GPRS模块、移动通信模块组成。

所述的主站为一台工业控制计算机，安装于变电站内或者调度中心，用于接收终端的信息并进行故障定位运算，由光纤通信模块、移动通信模块组成。

正常运行时终端计算相电流的幅值、零序电流的幅值，并将结果上传给主站，由主站显示；发生故障后，终端采用傅立叶算法对相电流和零序电流进行分析，将相电流和零序电流的幅值和相位信息发送给主站，主站根据所有终端的信息综合分析计算出故障区段。主站算法采用图论的Dijkstra搜索算法，首先从第一个终端开始分析，发现相电流或者零序电流越限就继续向下游搜寻；当出现两个分支点时，向相电流或者零序电流越限的终端所在分支继续搜寻；直至发现第n个终端电流越限而第n+1个终端电流没有越限时，判断故障位于第n个终端和第n+1个终端之间。

本实用新型的优点如下：

1、能够准确确定短路故障和单相接地故障所在区段。

2、能够准确测量零序电流的相位，能够有效解决单相接地情况下的定位问题。

3、可以在带单相接地故障运行情况下定位，提高系统运行的可靠性。

4、技术成熟、可靠性高，适用于3～35kV中性点不接地或中性点经消弧线圈接地的配电网，适用于金属性接地、经电弧接地、经过渡电阻接地等多种故障情况。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图； 

图2是短路故障时短路电流的电路图；