利用配电网架空线下方磁场分布特征的故障区段定位方法技术

一种利用配电网架空线下方磁场分布特征的故障区段定位方法，包括以下步骤：（1）监测点编号；（2）获取配电网三相导线下的磁感应强度；（3）故障区段判定，判断各相邻监测点之间磁感应强度的欧几里得度量计算值ΔB

【技术实现步骤摘要】
利用配电网架空线下方磁场分布特征的故障区段定位方法


[0001]本专利技术涉及一种利用配电网架空线下方磁场分布特征的故障区段定位方法，属配电网继电保护


技术介绍

[0002]配电网作为电力系统的末端，直接反映着用户在供电可靠性、电能质量、安全和经济等方面所提出的要求。传统的故障区段定位方法有着诸多的弊端，基于稳态量的定位方法稳态信号数值小，容易造成误判；阻抗法定位精度高度依赖获知准确线路参数；由于混合线路中波阻抗可变，行波折反射情况复杂，所以行波法在规模大，结构复杂的配电网线路中难以广泛应用。
[0003]基于磁场变化的区段定位方法具有可靠性，磁场检测用于分析的有效数据比较多，能够准确的定位到发生故障的线路点，还能分辨并且排除掉伪故障点，通过对幅值和相位的两方面判据很大程度提高了磁场检测法的准确性；磁场检测法具有很强的精确度，将线路故障点定位再尽可能小的范围，极大地减少了工作人员排查故障的时间，为维修争取到了珍贵的时间；磁场检测法具有经济性，传统的线路故障定位方法需要线路通道和时间的同步实施，该方法的投资量比较大，经济适用性比较低，而磁场检测法只需要测量配电线路的两端电流和电压，由于是非直接接触的安装和测量方法，对设备的硬件要求也不是很高；磁场检测法具有适用性，磁场检测法的故障定位不会受到线路长度、阻抗过度和电流、电压互感的影响，所以同时适用于较长线路和较短线路的故障定位。具有广阔的应用前景。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是，为了解决传统的故障区段定位方法有着诸多问题，提出一种利用配电网架空线下方磁场分布特征的故障区段定位方法。
[0005]本专利技术实现的技术方案如下，一种利用配电网架空线下方磁场分布特征的故障区段定位方法，步骤如下：
[0006](1)监测点编号：对于需要故障区段定位的配电网架空线各杆塔设置磁场传感器监测点，并对每个监测点进行编号，i＝1,2,3,
…
，n，其中，相同的架空线结构下，每个杆塔上的传感器安装位置均相同。
[0007](2)磁感应强度获取：设定水平方向为x轴，竖直方向为y轴，则磁场传感器i监测点沿水平方向的磁感应强度为B
x,i
；磁场传感器i监测点沿竖直方向的磁感应强度为B
y,i
，其中，配电网三相导线竖直、三角、水平3种排列方式下B
x,i
均通过下式进行计算：
[0008][0009]其中，μ0为真空磁导率；B
Axi
，B
Bxi
,，B
Cxi
分别为i监测点处A、B、C三相沿水平方向，即
沿x轴方向上的磁感应强度；I
Ai
，I
Bi
，I
Ci
分别为i监测点处A、B、C三相的电流瞬时幅值；r
A
，r
B
，r
C
分别为i监测点处A、B、C三相导线距离传感器测量点的距离；r
Ax
，r
Bx
，r
Cx
分别为i监测点处A、B、C三相导线在x轴方向上距离传感器监测点的距离；
[0010]三相导线竖直排列方式下B
y,i
采用下式进行计算：
[0011][0012]其中，B
Ayi
，B
Byi
，B
Cyi
分别为i监测点处A、B、C三相沿竖直方向，即沿y轴方向上的磁感应强度；r
Ay
，r
By
，r
Cy
分别为i监测点处A、B、C三相导线在y轴方向上距离传感器监测点的距离；
[0013]三相导线三角排列方式下B
y,i
采用下式进行计算：
[0014][0015]三相导线水平排列方式下B
y,i
采用下式进行计算：
[0016][0017](3)故障区段判定：取发生故障时各监测点B
x,i
的幅值B
x,imax
与各监测点B
y,i
的幅值B
y,imax
，计算故障发生时相邻两监测点之间磁感应强度的欧几里得度量，计算式如下：
[0018][0019]判断各相邻监测点之间磁感应强度的欧几里得度量计算值ΔB
i,i+1
是否大于等于阈值λ；若存在唯一相邻监测点之间ΔB
i,i+1
大于等于阈值λ的区段，则判定此区段为故障区段；同时，判定其它区段为健全区段。若不存在相邻监测点之间ΔB
i,i+1
大于等于阈值λ的区段或者多个相邻监测点之间ΔB
i,i+1
大于等于阈值λ的区段，则重新计算。其中，阈值λ取所有故障类型工况下，短路点前后两相邻监测点欧几里得度量计算值最小值。
[0020]本专利技术的有益效果是，本专利技术方法通过引入欧几里得度量，将沿水平方向与沿竖直方向的磁感应强度的变化量相结合，提高区段定位的可靠性。本专利技术基于磁场检测的区段定位方法，安装和测量都采用非直接接触的方式，且对设备的硬件要求也不是很高，具有经济性。
附图说明
[0021]图1为本专利技术一种利用配电网架空线下方磁场分布特征的故障区段定位方法流程图；
[0022]图2为载流直导线附近位置磁场计算示意图；
[0023]图3为水平排列的三相导线与监测点坐标系统示意；
[0024]图4为配电网杆塔、三相架空线、磁场传感器具体位置分布；
[0025]图5为本专利技术实施例所述10kV辐射状配电网；
[0026]图6为过渡电阻为10Ω，配电网架空线发生ABC三相短路，三相导线竖直排列时，故障点前后两个相邻监测点沿水平方向的磁感应强度；
[0027]图7为过渡电阻为10Ω，配电网架空线发生ABC三相短路，三相导线竖直排列时，故障点前后两个相邻监测点沿竖直方向的磁感应强度；
[0028]图8为过渡电阻为10Ω，配电网架空线发生ABC三相短路，三相导线三角排列时，故障点前后两个相邻监测点沿水平方向的磁感应强度；
[0029]图9为过渡电阻为10Ω，配电网架空线发生ABC三相短路，三相导线三角排列时，故障点前后两个相邻监测点沿竖直方向的磁感应强度；
[0030]图10为过渡电阻为10Ω，配电网架空线发生ABC三相短路，三相导线水平排列时，故障点前后两个相邻监测点沿水平方向的磁感应强度；
[0031]图11为过渡电阻为10Ω，配电网架空线发生ABC三相短路，三相导线水平排列时，故障点前后两个相邻监测点沿竖直方向的磁感应强度。
具体实施方式
[0032]下面结合附图及具体实施方式对本专利技术进行详细说明。
[0033]如图1所示，本实施例利用配电网架空线下方磁场分布特征的故障区段定位方法，具体步骤如下实施：
[0034]步骤1、监测点编号：对于需要故障区段定位的配电网架空线各杆塔设置磁场本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用配电网架空线下方磁场分布特征的故障区段定位方法，其特征在于，所述方法步骤如下：(1)监测点编号：对于需要故障区段定位的配电网架空线各杆塔设置磁场传感器监测点，并对每个监测点进行编号，i＝1,2,3,
…
，n，其中，相同的架空线结构下，每个杆塔上的传感器安装位置均相同；(2)磁感应强度获取：设定水平方向为x轴，竖直方向为y轴，则磁场传感器i监测点沿水平方向的磁感应强度为B
x,i
；磁场传感器i监测点沿竖直方向的磁感应强度为B
y,i
，其中，配电网三相导线竖直、三角、水平3种排列方式下B
x,i
均通过下式进行计算：其中，μ0为真空磁导率；B
Axi
，B
Bxi,
，B
Cxi
分别为i监测点处A、B、C三相沿水平方向，即沿x轴方向上的磁感应强度；I
Ai
，I
Bi
，I
Ci
分别为i监测点处A、B、C三相的电流瞬时幅值；r
A
，r
B
，r
C
分别为i监测点处A、B、C三相导线距离传感器测量点的距离；r
Ax
，r
Bx
，r
Cx
分别为i监测点处A、B、C三相导线在x轴方向上距离传感器监测点的距离；三相导线竖直排列方式下B
y,i

【专利技术属性】
技术研发人员：郭亮，王晓卫，杜欢，周求宽，余霜鸿，范瑞祥，胡裕峰，朱志杰，王文彬，邓才波，刘洋，徐经民，蒙天骐，
申请(专利权)人：国家电网有限公司西安理工大学，
类型：发明
国别省市：