基于配电变压器单相注入脉冲的接地故障定位系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于配电变压器单相注入脉冲的接地故障定位系统及方法，该系统包括信号发生装置、放电检测传感器、可选择性接地装置和故障定位装置；信号发生装置与配电变压器低压侧中性点n共地连接；配电变压器低压侧某一相与信号发生器输出端相连；放电检测传感器的A、B、C端口和可选择性接地装置的A、B、C端口并联，并分别对应接入配电变压器高压侧的A相、B相、C相；放电检测传感器包括相连接的信号采集模块和信号传输模块，用于将信号采集到传输至故障定位装置。本发明专利技术选线和测距过程所需设备少，步骤简单，极大地减轻了运维人员的负担，降低了操作门槛，缩短了故障排查时间，有效提升了电网供电可靠性和智能化水平。升了电网供电可靠性和智能化水平。升了电网供电可靠性和智能化水平。

【技术实现步骤摘要】
基于配电变压器单相注入脉冲的接地故障定位系统及方法


[0001]本专利技术属于单相接地故障检测及定位
，具体涉及一种基于配电变压器单相注入脉冲的接地故障定位系统及方法。

技术介绍

[0002]配电网作为电力系统的重要组成部分，直接和用户相关联。配电网的安全关系着用户在电能安全、优质、经济等方面所提出的要求。随着我国配电网络的不断发展，用户对供电的可靠性和供电质量提出了更高的要求，一旦配电网络出现故障，应尽快找出故障发生的位置并提出应对策略恢复对用户的供电，尽量减少社会经济的损失。目前，10kV配网系统多采用辐射状网络，结构复杂，容易发生单相接地故障。
[0003]目前，配电网故障定位主要存在以下问题：
①
配电网接地选线装置故障判定的准确率不高；
②
故障指示器配置不科学，远程传输模式不可靠，利用重合断路器和故障指示器定位时，装置频繁误判、拒动，实际效果不明显。
③
在配网系统中，单相接地故障占配网故障总数的70％以上，如何提高单相接地故障定位的效率有待研究。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种基于配电变压器低压侧单相脉冲信号注入的线路单相接地故障定位系统及方法，该方法解决了现有技术中设备不便于携带、安装的问题，并且本方法稳定性高、功能易于实现、无需大量分析数据，无需设计复杂算法，具有较高的适用性和可操作性。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：基于配电变压器单相注入脉冲的接地故障定位系统，包括：信号发生装置、放电检测传感器、可选择性接地装置和故障定位装置；所述信号发生装置与配电变压器低压侧中性点n共地连接；配电变压器低压侧某相与信号发生器输出端相连；所述信号发生装置用于注入脉冲信号；所述放电检测传感器的A、B、C端口和可选择性接地装置的A、B、C端口并联，并分别对应接入配电变压器高压侧的A相、B相、C相；所述放电检测传感器包括相连接的信号采集模块和信号传输模块；信号采集模块用于采集脉冲信号；信号传输模块用于将信号采集模块采集到的信号传输至故障定位装置；故障定位装置用于根据信号传输模块传来的信号进行分析，从而对故障进行定位。
[0006]进一步，优选的是，配电变压器选用Dyn11联结。
[0007]进一步，优选的是，信号传输模块用于将信号采集模块采集到的信号通过无线或者有线传输方式传输至故障定位装置。
[0008]本专利技术同时提供基于配电变压器单相注入脉冲的接地故障定位方法，采用上述基于配电变压器单相注入脉冲的接地故障定位系统，包括以下步骤：步骤（1），设置所述可选择性接地装置状态，任意使A相、B相、C相某一相直接接地；
步骤（2），所述信号发生装置按照一定的注入规则向配电变压器低压侧某相同时注入电压幅值为U0的脉冲信号；步骤（3），所述放电检测传感器检测配电变压器高压侧的电压信号，然后将采集到的信号传输给故障定位装置；步骤（4），所述故障定位装置对放电检测传感器检测得到的信号进行分析，判断各相有无第二脉冲；步骤（5），当所述可选择性接地装置状态为x相直接接地时，x=A、B或C，若各相波形无第二脉冲，则判断单相接地故障在x相；若有第二脉冲，则返回步骤（1），重新改变可选择性接地装置状态；步骤（6），当判断单相接地故障在A相，操作可选择性接地装置使得B相或C相直接接地；当判断单相接地故障在C相，操作可选择性接地装置使得A相或B相直接接地；当判断单相接地故障在B相，操作可选择性接地装置使得A相或者C相直接接地；然后所述信号发生装置按照一定的注入规则向配电变压器低压侧某相注入电压幅值为U0的脉冲信号；步骤（7），检测故障相的信号特征，将第一脉冲幅值和第二脉冲幅值对应的时间分别记为和，利用时间差进行故障定位。
[0009]进一步，优选的是，步骤（2）、（7）中，所述的注入规则为：。可选择性接地装置状态为A相直接接地时，配电变压器低压侧B相注入；可选择性接地装置状态为B相直接接地时，配电变压器低压侧C相注入；可选择性接地装置状态为C相直接接地时，配电变压器低压侧A相注入。
[0010]进一步，优选的是，所述第二脉冲的判别方法如下所述：利用可选择性接地装置未接地的两相进行计算判断：对未接地的两相波形乘以系数-1；然后再判断乘以系数-1后两相波形不相重合的部分，第一个不重合的部分对应的时间段则为故障相第二脉冲对应的时间段，判断此时间段故障相上的脉冲为第二脉冲。
[0011]进一步，优选的是，若线路无分支，则根据第一脉冲和第二脉冲时间差直接定位；若线路有一条及其以上的分支，则需要根据排除方法进行故障支路的确定；所述排除方法利用的是第二脉冲、第三脉冲幅值的时间差来计算得到的架空线长度为和故障点所在支路有公共支点的旁支的长度；根据旁支长度特征排除其他与第一、第二脉冲幅值时间差计算出的长度等长的线路。
[0012]本专利技术中无脉冲通常是指：幅值小于其他相同时段脉冲幅值的1/2视为无脉冲。
[0013]本专利技术中所述第一脉冲为测得信号的第一个脉冲，即低压侧注入后耦合到高压侧的信号。所述第二脉冲则为故障相上的行波遇到单相接地故障后由故障点反射回来的信号。
[0014]本专利技术对于第二脉冲、第三脉冲的判断方法进行举例说明，例如可选择性接地装置未接地相为B相、C相，则对B相或者C相波形乘以系数-1，记为B
’
和C
’
；然后再判断B
’
和C
’
不相重合的部分，第一个不重合的部分对应的时间段上的脉冲则为第二脉冲。第2个不重合的小区段对应的时间段上的脉冲为第三脉冲。
[0015]本专利技术从Dyn11配电变压器低压侧的某相注入脉冲信号，同时对配电变压器高压侧各相设置可选择性的直接接地。利用配电变压器的电磁传变特性，注入的脉冲信号耦合到高压侧的三相并被放大，设置高压侧不同的相接地，可以进一步使高压侧检测到的对地
信号特征凸显。放大后的脉冲信号在线路上传播，遇到故障点时将发生折反射，故障信号传递回配电变压器后，又对三相波形产生影响。通过放电检测传感器在配电变压器高压侧测量各相信号，根据检测到的各相信号波形特征，可以完成故障线路选线。根据故障相的第一脉冲信号和第二脉冲信号时间差，可以实现故障距离的测量，从而实现单相接地故障定位。
[0016]本专利技术与现有技术相比，其有益效果为：本专利技术以Dyn11配电变压器的电磁传变特性为基础，从低压侧的某相注入脉冲信号耦合到高压侧，对高压侧各相进行可选择性的直接接地，既可以对信号进行放大提高信号可检测度，又可以利用高压侧信号波形特征进行故障选相。选相后以高压侧故障相检测到的脉冲信号时间差为依据进行故障距离测算，不涉及人工测距。整个选线和测距过程所需设备少，步骤简单，极大地减轻了运维人员的负担，缩短了故障排查时间，有效提升了电网供电可靠性和智能化水平。
[0017]本专利技术方法解决了传统注入法定位所需高压电源的不便携带的问题，充分利用了现有配电网当中的Dy本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于配电变压器单相注入脉冲的接地故障定位系统，其特征在于，包括：信号发生装置、放电检测传感器、可选择性接地装置和故障定位装置；所述信号发生装置与配电变压器低压侧中性点n共地连接；配电变压器低压侧某相与信号发生器输出端相连；所述信号发生装置用于注入脉冲信号；所述放电检测传感器的A、B、C端口和可选择性接地装置的A、B、C端口并联，并分别对应接入配电变压器高压侧的A相、B相、C相；所述放电检测传感器包括相连接的信号采集模块和信号传输模块；信号采集模块用于采集脉冲信号；信号传输模块用于将信号采集模块采集到的信号传输至故障定位装置；故障定位装置用于根据信号传输模块传来的信号进行分析，从而对故障进行定位。2.根据权利要求1所述的基于配电变压器单相注入脉冲的接地故障定位系统，其特征在于，配电变压器选用Dyn11联结。3.根据权利要求1所述的基于配电变压器单相注入脉冲的接地故障定位系统，其特征在于，信号传输模块用于将信号采集模块采集到的信号通过无线或者有线传输方式传输至故障定位装置。4.基于配电变压器单相注入脉冲的接地故障定位方法，采用权利要求1~3任意一项所述的基于配电变压器单相注入脉冲的接地故障定位系统，其特征在于，包括以下步骤：步骤（1），设置所述可选择性接地装置状态，任意使A相、B相、C相某一相直接接地；步骤（2），所述信号发生装置按照一定的注入规则向配电变压器低压侧某相同时注入电压幅值为U0的脉冲信号；步骤（3），所述放电检测传感器检测配电变压器高压侧的电压信号，然后将采集到的信号传输给故障定位装置；步骤（4），所述故障定位装置对放电检测传感器检测得到的信号进行分析，判断各相有无第二脉冲；步骤（5），当所述可选择性接地装置状态为x相直接接地时，x=A、B或C，若各相波形无第二脉冲，则判断单相接地故障在x相；若有第二脉冲...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁军，黄继盛，王萍，陈雪姣，周源，杨彦仙，全荟宇，苏其刚，李博，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司临沧供电局，
类型：发明
国别省市：