配电网支线接地故障定位系统技术方案

本发明专利技术公开了配电网支线接地故障定位系统。属于发电供电技术领域，可靠性好，能降低抽水蓄能发电站的管道水击作用破坏。包括供电网、连接在供电网上的若干个用电单元和若干个设置在不同位置的抽水蓄能发电站；抽水蓄能发电站包括水库、水轮机、以及两端分别对接连接在水库出水口上和水轮机的进水口上并能将水库的水引到水轮机的管道；在抽水蓄能发电站内还分别设有存储器、并网装置和控制器；并网装置包括分别与控制器相连接的一号变压器、一号电压采样电路、开关K1、充电器、储能电池组、开关K2、逆变器、过滤器、二号变压器、二号电压采样电路、开关K3和三号电压采样电路。

Distribution Network Branch Grounding Fault Location System

【技术实现步骤摘要】
配电网支线接地故障定位系统
本专利技术涉及发电供电
，尤其涉及配电网支线接地故障定位系统。
技术介绍
目前抽水蓄能发电站，是将位于抽水蓄能发电站上方水库中的水用管道引导水轮发电机，在管道输水过程中管道易受到“水击作用”致使管道破裂。在水电、火电、风电或太阳能发电等综合供电中，水电通常起着调节用电负荷突然变化的作用，当负荷需求突然上升时，要立即增加输送的水量，以增加发电量；当需求下降时又要使水流很快慢下来，减少发电量，于是管道的水流速度常会出现突然变化，又由于水基本是不可压缩的，管道本身的弹性又很微小，致使水的高压波沿着管道传播，从而在管道上产生能破坏管道的“水击作用”。
技术实现思路
本专利技术是为了解决现有抽水蓄能发电站的管道易被水击作用破坏的不足，提供一种可靠性好，能降低抽水蓄能发电站的管道水击作用破坏的配电网支线接地故障定位系统。以上技术问题是通过下列技术方案解决的：配电网支线接地故障定位系统，包括供电网、连接在供电网上的若干个用电单元和若干个设置在不同位置的抽水蓄能发电站；抽水蓄能发电站包括水库、水轮机、以及两端分别对接连接在水库出水口上和水轮机的进水口上并能将水库的水引到水轮机的管道；在抽水蓄能发电站内还分别设有存储器、并网装置和控制器；并网装置包括分别与控制器相连接的一号变压器、一号电压采样电路、开关K1、充电器、储能电池组、开关K2、逆变器、过滤器、二号变压器、二号电压采样电路、开关K3和三号电压采样电路；一号变压器的输入端和充电器的输入端均连接在抽水蓄能发电站的电源输出端上；一号变压器的输出端和一号电压采样电路的采集端均连接在开关K1的一端，开关K1的另一端连接在供电网上；储能电池组的充电端与充电器的输出端连接，开关K3的两端分别连接在储能电池组的放电端和逆变器的输入端，逆变器的输出端连接在过滤器的输入端，过滤器的输出端连接在二号变压器的输入端，二号变压器的输出端和二号电压采样电路的采样端均连接在开关K2的一端，开关K2的另一端连接在供电网上；三号电压采样电路的采样端连接在供电网上；存储器与控制器相连接；管道包括一号管和直径大于一号管的二号管；二号管的下端对接连接在水轮机进水口上，二号管的上端一体对接连接在一号管的下端口上，一号管的上端口对接连接在水库出水口上；抽水蓄能发电站还包括管道水击破坏降低策略装置，在二号管上设有一号侧壁孔；管道水击破坏降低策略装置包括仓腔上端开口的水仓、连通管和水浪消除装置；连通管的两端分别对接连接在水仓底部的出水口上和二号管的一号侧壁孔上；水浪消除装置包括水平间隔两端固定连接在仓腔内上侧壁上的若干根横杆；在每根横杆上竖直向下设有若干根振荡消除竖直管，在每根振荡消除竖直管的侧管壁上设有若干个振荡消除侧管孔；一号管与水平面的夹角为θ。当负荷需求较低，水轮机需求的水量较少时，水仓储存下大量的水，水仓内水位较高；当负荷需求突然变大就可以利用水仓中的水来满足水轮机对水量的增加，避免管道中水流速度发生突然大变化而引起较大破坏管道的“水击作用”的出现。能降低抽水蓄能发电站的管道水击作用破坏。作为优选，在每个振荡消除侧管孔上方的振荡消除竖直管上固定设有外端朝下的消振荡块。作为优选，在同一根振荡消除竖直管上的这若干个振荡消除侧管孔呈螺旋状布置。作为优选，所述管道水击破坏降低策略装置的管道水击降低最优策略实现方法如下：(一)、根据牛顿第二力学定律，一号管内作用在水流运动方向的力之和两端压强差形成的压力s1(m1-m2)+一号管内水柱本身的重力ρLs1gsinθ-一号管的管壁对水流的阻力cLy2，即有其中，ρ为水的密度，L为一号管长，s1一号管截面积，y为一号管内的水流速度，m2为一号管下端出水口处水的压强，m1为一号管上端入水口处水的压强，g为重力常量，θ为一号管与水平面的夹角，c为粘滞系数；y(t)为一号管内在时间t时的水流速度，m2(t)为一号管下端出水口处在时间t时水的压强；水库水位不变，所以一号管上端入水口处水的压强m1为常数；水与一号管均无弹性，单位长度管壁对水流的阻力与水流速度的平方成反比，比例常数c称为粘滞系数；(二)、因为水仓进水口在仓底部，仓内水柱的重力ρs0hg形成底部与顶部压力之差s1m2-s0m1，于是水仓的静力学方程为s1m2-s0m1＝ρs0hg(A2)其中，h为水仓水位高度，s0水仓截面积；(三)、根据能量守恒定律，水仓进出水量之差等于仓内水量的变化，即有其中，s2为二号管横截面积，w(t)为水仓出水口在时间t时的水流速度；当水仓出水口的水流速度w(t)改变时，仓内水位h(t)的变化规律，从(A1)-(A3)式中消去m2和y(t)，可得其中，h(t)为水仓在时间t时的水位高度；当w(t)在稳定状态w0附近有微小变化时，h(t)也在稳定状态h0附近变化；在(A4)式中令h(t)＝h0和w(t)＝w0，h0和w0都为常数，得到其中，m0为顶部大气压，设w(t)＝w0+εw1(t)，h(t)＝h0+εh1(t)(A6)其中，ε很小，将(A6)式代入(A4)式并略去含ε以及ε2的项可得或记作方程(A8)的初始条件可设为对于给定的各种形式w1(t)，(A8)-(A10)式很容易求解，(A8)式的通解为其中ξ0、是任意常数；当时呈现振荡，由(A9)式振荡条件可表示为在实际工程中，s1、s0、L、s2参数受到各种条件限制，但工程修建完成后s1、s0、L、s2均为已知参数，粘滞系数c很小，η不大，在条件(A12)式下形成衰减很慢的震荡，又因为s0＞s1，L较大，故k很小，ω很小，导致水仓内水的振荡周期长，这是不希望的，因此通过在水仓内设置管道水击破坏降低策略装置来消除水仓内水的振荡就是管道水击降低最优策略实现方法。本方案通过管道水击破坏降低策略装置来降低管道水击作用破坏；在水仓的仓腔中的水出现上下振荡时，带孔的若干根振荡消除竖直管就能让水的振荡很快消失，可靠性高。本专利技术能够达到如下效果：本专利技术可靠性好，能降低抽水蓄能发电站的管道水击作用破坏。附图说明图1为本专利技术实施例的一种电路原理连接结构示意图。图2为本专利技术实施例抽水蓄能发电站的一种连接结构示意图。图3为本专利技术实施例的一种最优解x(t)的示意图。图4为本专利技术实施例的一种最优解u(t)的示意图。图5为本专利技术实施例水库内圆环板处的一种俯视放大连接结构示意图图6为本专利技术实施例水库内压力板处的一种侧视放大连接结构示意图。图7为本专利技术实施例抽水蓄能发电站的水仓布置在管道的二号管上的一种连接结构示意图。图8为本专利技术实施例抽水蓄能发电站的振荡消除竖直管处的一种放大连接结构示意图。图9为本专利技术实施例抽水蓄能发电站的管道水击破坏降低策略装置处的一种截面连接结构示意图。图10为本专利技术实施例水库内进水罩处的一种截面连接结构示意图。图11为本专利技术实施例的模拟信号输入调理电路的一种电路图。图12为本专利技术实施例的复合开关的一种电路图。图13为本专利技术实施例抽水蓄能发电站管道里有水时的一种连接结构示意图。图14为本专利技术实施例调压装置处的一种连接结构示意图。图15为本专利技术实施例水库底面的泥沙还比较浅，压力板还没压在泥沙上，二号竖直管还未向上伸高时的一种使用状态连接结构示意图。图16为本专利技术实施例水库底面的泥沙已经比较高，并且压力板已经压在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.配电网支线接地故障定位系统，包括供电网、连接在供电网上的若干个用电单元和若干个设置在不同位置的抽水蓄能发电站；抽水蓄能发电站包括水库、水轮机、以及两端分别对接连接在水库出水口上和水轮机的进水口上并能将水库的水引到水轮机的管道；其特征在于，在抽水蓄能发电站内还分别设有存储器、并网装置和控制器；并网装置包括分别与控制器相连接的一号变压器、一号电压采样电路、开关K1、充电器、储能电池组、开关K2、逆变器、过滤器、二号变压器、二号电压采样电路、开关K3和三号电压采样电路；一号变压器的输入端和充电器的输入端均连接在抽水蓄能发电站的电源输出端上；一号变压器的输出端和一号电压采样电路的采集端均连接在开关K1的一端，开关K1的另一端连接在供电网上；储能电池组的充电端与充电器的输出端连接，开关K3的两端分别连接在储能电池组的放电端和逆变器的输入端，逆变器的输出端连接在过滤器的输入端，过滤器的输出端连接在二号变压器的输入端，二号变压器的输出端和二号电压采样电路的采样端均连接在开关K2的一端，开关K2的另一端连接在供电网上；三号电压采样电路的采样端连接在供电网上；存储器与控制器相连接；管道包括一号管和直径大于一号管的二号管；二号管的下端对接连接在水轮机进水口上，二号管的上端一体对接连接在一号管的下端口上，一号管的上端口对接连接在水库出水口上；抽水蓄能发电站还包括管道水击破坏降低策略装置，在二号管上设有一号侧壁孔；管道水击破坏降低策略装置包括仓腔上端开口的水仓、连通管和水浪消除装置；连通管的两端分别对接连接在水仓底部的出水口上和二号管的一号侧壁孔上；水浪消除装置包括水平间隔两端固定连接在仓腔内上侧壁上的若干根横杆；在每根横杆上竖直向下设有若干根振荡消除竖直管，在每根振荡消除竖直管的侧管壁上设有若干个振荡消除侧管孔；一号管与水平面的夹角为θ。...

【技术特征摘要】
1.配电网支线接地故障定位系统，包括供电网、连接在供电网上的若干个用电单元和若干个设置在不同位置的抽水蓄能发电站；抽水蓄能发电站包括水库、水轮机、以及两端分别对接连接在水库出水口上和水轮机的进水口上并能将水库的水引到水轮机的管道；其特征在于，在抽水蓄能发电站内还分别设有存储器、并网装置和控制器；并网装置包括分别与控制器相连接的一号变压器、一号电压采样电路、开关K1、充电器、储能电池组、开关K2、逆变器、过滤器、二号变压器、二号电压采样电路、开关K3和三号电压采样电路；一号变压器的输入端和充电器的输入端均连接在抽水蓄能发电站的电源输出端上；一号变压器的输出端和一号电压采样电路的采集端均连接在开关K1的一端，开关K1的另一端连接在供电网上；储能电池组的充电端与充电器的输出端连接，开关K3的两端分别连接在储能电池组的放电端和逆变器的输入端，逆变器的输出端连接在过滤器的输入端，过滤器的输出端连接在二号变压器的输入端，二号变压器的输出端和二号电压采样电路的采样端均连接在开关K2的一端，开关K2的另一端连接在供电网上；三号电压采样电路的采样端连接在供电网上；存储器与控制器相连接；管道包括一号管和直径大于一号管的二号管；二号管的下端对接连接在水轮机进水口上，二号管的上端一体对接连接在一号管的下端口上，一号管的上端口对接连接在水库出水口上；抽水蓄能发电站还包括管道水击破坏降低策略装置，在二号管上设有一号侧壁孔；管道水击破坏降低策略装置包括仓腔上端开口的水仓、连通管和水浪消除装置；连通管的两端分别对接连接在水仓底部的出水口上和二号管的一号侧壁孔上；水浪消除装置包括水平间隔两端固定连接在仓腔内上侧壁上的若干根横杆；在每根横杆上竖直向下设有若干根振荡消除竖直管，在每根振荡消除竖直管的侧管壁上设有若干个振荡消除侧管孔；一号管与水平面的夹角为θ。2.根据权利要求1所述的配电网支线接地故障定位系统，其特征在于，在每个振荡消除侧管孔上方的振荡消除竖直管上固定设有外端朝下的消振荡块。3.根据权利要求1所述的配电网支线接地故障定位系统，其特征在于，在同一根振荡消除竖直管上的这若干个振荡消除侧管孔呈螺旋状布置。4.根据权利要求1所述的配电网支线接地故障定位系统，其特征在于，所述管道水击破坏降低策略装置的管道水击降...

【专利技术属性】
技术研发人员：金仁云，谭海云，邱海锋，尉耀稳，翁利国，
申请(专利权)人：浙江中新电力工程建设有限公司自动化分公司，浙江中新电力工程建设有限公司，国网浙江杭州市萧山区供电有限公司，国网浙江省电力有限公司杭州供电公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33