專利名稱：配電網(wǎng)單相接地故障定位方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種配電網(wǎng)自動化領(lǐng)域，特別是涉及一種配電網(wǎng)單相接地故障定位方法。
背景技術(shù)：
配電網(wǎng)單相接地故障通常由以下原因造成瓷瓶擊穿、綁線松動、避雷器擊穿、人為惡意拋物等，其特點(diǎn)是故障電流由水泥桿流入大地。目前配電網(wǎng)單相接地故障定位方法主要有行波法、低頻交流信號注入法、脈沖信號注入法和故障指示器法。行波法是根據(jù)行波傳輸理論實(shí)現(xiàn)故障定位，一般可分為A、B、C型幾類。A型行波 法是利用故障點(diǎn)產(chǎn)生的行波，根據(jù)測量點(diǎn)到故障點(diǎn)往返一次的時間和行波波速來確定故障點(diǎn)的位置型行波法是利用故障點(diǎn)產(chǎn)生的行波到達(dá)線路兩端的時刻并借助通信聯(lián)系實(shí)現(xiàn)故障定位；C型行波法是在故障發(fā)生后由裝置發(fā)射高壓高頻或直流脈沖信號，根據(jù)高頻脈沖從裝置至故障點(diǎn)往返時間進(jìn)行定位。配電網(wǎng)只能采用C型行波法進(jìn)行單端定位，通過母線PT (電壓互感器)向接地線的接地相注入S信號電流(即交流信號)，其頻率處于工頻n次諧波與n+1次諧波之間，大多數(shù)選擇220Hz，然后手持信號探測器沿線路查找故障點(diǎn)，電流消失處即為故障點(diǎn)。該方法的缺點(diǎn)在于注入信號的能量有限，由于PT的容量限制只能向線路注入50mA電流；注入頻率220Hz，頻率太高，受導(dǎo)線分布電容影響較大，如果故障點(diǎn)經(jīng)很大電阻接地，如經(jīng)水泥桿接地，或者故障點(diǎn)距離線路始端很遠(yuǎn)，那么信號將很微弱無法準(zhǔn)確測量，也無法對故障進(jìn)行有效定位。低頻交流信號注入法的思路是線路出現(xiàn)單相接地故障以后，停電在離線狀態(tài)下向故障相注入交流信號，然后用手持交流信號探測器沿線路用二分法檢測，直到找到故障為止。低頻交流信號，電流為150mA，頻率60赫茲，檢測人員手持信號探測器用二分法沿故障線路進(jìn)行地面巡測，當(dāng)測得線路有電流時，說明故障點(diǎn)在測量點(diǎn)的下游，若無電流，說明故障點(diǎn)在測量點(diǎn)的上游。在故障點(diǎn)前后探測器的波形指示有明顯的大幅度變化，根據(jù)指示器的明顯變化判斷故障點(diǎn)所在。該方法已經(jīng)達(dá)到實(shí)用水平，但是工作強(qiáng)度較大，檢測效率較低。脈沖信號注入法是日本采用的技術(shù)，已達(dá)到實(shí)用化水平，目前在我國也有使用。脈沖信號注入法的原理是向故障相注入高壓脈沖，電壓最高可達(dá)15kV，脈沖周期為6秒。然后用手持脈沖信號檢測器沿線路檢測該脈沖信號，檢測時檢測人員必須登桿檢測，將手持脈沖信號檢測器掛在導(dǎo)線上，其絕緣桿長度大約兩米。當(dāng)檢測到脈沖信號時，檢測器就會發(fā)出響聲，說明故障點(diǎn)在下游，若沒有響聲說明故障點(diǎn)在上游，在分支點(diǎn)處也用同樣的辦法檢測，有響聲的是故障分支，沒響聲的不是故障分支。脈沖注入法受導(dǎo)線分布電容影響較大，因此測量距離為5km，當(dāng)線路長度超過5km時，注入信號點(diǎn)也要向前移動。脈沖信號注入法可以適用于配電網(wǎng)故障定位，但是檢測時的工作量較大。故障指示器技術(shù)的原理是在變電站向故障相母線注入信號電流，該信號電流由變電站發(fā)送，經(jīng)故障路徑通過接地點(diǎn)流入大地返回信號源。掛在故障路徑的故障指示器檢測到該信號立即給出指示(翻牌)。掛在非故障路徑上的指示不動(不翻牌)。指示器翻牌表示接地點(diǎn)在該指示器的下游，在分支點(diǎn)，根據(jù)指示器的動作與否，判斷出哪一分支是故障分支。運(yùn)行人員按指示器的引導(dǎo)向前巡視，直至找到故障分支和接地故障點(diǎn)。最早的故障指示器用于尋找短路故障分支和短路故障點(diǎn)。隨后故障指示器推廣應(yīng)用到小電流接地電網(wǎng)單相接地故障選線，稱為接地故障指示器。接地故障指示器和短路故障指示器在我國中壓配電網(wǎng)都有所應(yīng)用。故障指示器的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)和原理簡單，價格便宜，安裝容易，用戶反映短路故障指示器的實(shí)用效果還是比較好的。而現(xiàn)有的接地故障指示器的使用效果則不很理想，正確率不高，電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時常常沒有反應(yīng)，不能圓滿解決配電網(wǎng)故障定位問題。由此可見，上述現(xiàn)有的配電網(wǎng)單相接地故障定位方法顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。如何能創(chuàng)設(shè)一種能夠在IOkV電力線路出現(xiàn)單相接地故障時,快速準(zhǔn)確地向配電網(wǎng)管理中心報告故障點(diǎn)的具體位置，具有選線定位一體化、檢測快捷方便等特點(diǎn)的新的配電網(wǎng)單相接地故障定位方法，實(shí)屬當(dāng)前業(yè)界重要的研究課題之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種配電網(wǎng)單相接地故障定位方法，使其能夠在IOkV電力線路出現(xiàn)單相接地故障時，快速準(zhǔn)確地向配電網(wǎng)的故障管理中心報告故障點(diǎn)的具體位置，具有選線定位一體化、檢測快捷方便等特點(diǎn)，從而克服現(xiàn)有的配電網(wǎng)單相接地故障定位方法的不足。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明一種配電網(wǎng)單相接地故障定位方法，包括以下步驟在配電網(wǎng)的桿塔上安裝故障報警裝置和電源提取電路；電源提取電路從接地故障能量中提取電源，并向故障報警裝置供電；故障報警裝置發(fā)出故障信號。作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述的電源提取電路提取的是故障桿的梯度電壓。所述的電源提取電路包括一條高壓導(dǎo)線和一個環(huán)形抱箍高壓導(dǎo)線固定在桿塔的橫擔(dān)上，作為提取電源的一極；環(huán)形抱箍套在桿塔的水泥桿上，作為提取電源的另一極。所述的梯度電壓的提取梯度為200mm以上。所述的故障報警裝置內(nèi)設(shè)有通信模塊，電源提取電路為該通信模塊供電，通信模塊將故障信號發(fā)送至配電網(wǎng)的故障管理中心。所述的故障信號協(xié)議是由國家號碼、省州號碼、城市號碼、變電站號碼、線路號碼中的一個或多個與桿塔號碼組成的信息。所述的通信模塊為GPRS網(wǎng)絡(luò)通信模塊、GSM短信模塊、CDMA通信模塊、無線電模塊中的一種或幾種的組合。采用這樣的設(shè)計(jì)后，本發(fā)明是采用故障桿電壓梯度法，在需要定位的每一級水泥桿上的適當(dāng)位置安裝故障報警裝置，當(dāng)線路出現(xiàn)單相接地故障以后，出現(xiàn)故障桿的故障報警裝置通過電源提取電路得到電源，該故障桿用GPRS和短消息等通信手段向配電網(wǎng)故障管理中心報告故障的變電站名、線路名和桿塔號，而沒有發(fā)生故障的水泥桿因?yàn)闆]有電源不能與中心站通信，從而實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的故障定位。


上述僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，以下結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。圖I是本發(fā)明配電網(wǎng)單相接地故障定位方法的使用示意圖。
具體實(shí)施例方式請參閱圖I所示，本發(fā)明配電網(wǎng)單相接地故障定位方法，是先在配電網(wǎng)的桿塔上安裝故障報警裝置和電源提取電路，再由電源提取電路提取故障桿的梯度電壓作為電源發(fā)出故障信號。該故障信號可以用GPRS通信方式遠(yuǎn)程發(fā)送至配電網(wǎng)故障管理中心，也可以在桿塔本地做出警報指示。其中，電源提取電路通過接在橫擔(dān)上的高壓導(dǎo)線3和距橫擔(dān)200mm以上的環(huán)形抱箍2作為電源的兩個極。安裝時，首先將電源提取電路的電路板、故障報警裝置及其防雨外殼用環(huán)形抱箍2扣在桿塔I上，再將高壓導(dǎo)線3用磁性吸盤4吸在橫擔(dān)5上。使用時，高壓 導(dǎo)線3與環(huán)形抱箍2絕緣，并分別與電源提取電路的電路板連接，可提取故障桿上200mm以上梯度、10V、400mA以上的電能作為采樣和通信電源。從桿塔的接地故障能量中提取電源是本發(fā)明的關(guān)鍵，由于故障桿每單位長度上分布著由故障電流產(chǎn)生的電壓，因此可以直接從故障能量中提取電源，而不需要專門為故障報警裝置提供電源有故障就有電源，就能發(fā)送故障信息；沒有故障就沒有電源，不需要發(fā)送故障信息。此外，由于采樣電源和通信電源最大需要4V電壓和400mA電流，即I. 6W的能量，因此只要接地故障能量大于I. 6W就能提取出足夠的采樣電源和通信電源。無論變壓器的中性點(diǎn)采用怎樣的接地方式或采用不接地方式，其接地故障能量都遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于1.6W。這一接地故障能量與線路長度無關(guān)，電路短時接地故障電壓高電流小，線路長時接地故障電壓低電流大，其接地能量在1000W以上。因此本發(fā)明方法適用于任何接地方式任何線路長度的配電網(wǎng)故障定位。此外，本發(fā)明故障報警裝置還可以包括通信模塊。通信模塊以故障桿的梯度電壓為電源，向配電網(wǎng)故障管理中心發(fā)送故障信號。該故障信號主要是包括桿塔號碼組成的信息，也可以根據(jù)具體的管理需求包括國家號碼、省州號碼、城市號碼、變電站號碼、線路號碼等。通信模塊可以選用GPRS網(wǎng)絡(luò)通信模塊、GSM短信模塊、CDMA通信模塊等無線通信模塊，依賴現(xiàn)有的通信網(wǎng)絡(luò)和SIM卡技術(shù)等，即可實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)管理中心與故障報警裝置之間的通信連接，便于及時判斷母線上哪條出線發(fā)生了故障，并確定故障點(diǎn)的具體位置，實(shí)現(xiàn)選線和定位的一體化。在移動通信不能覆蓋的地區(qū)，也可以采用無線電通信模塊，不過無線通信傳輸距離只有I公里，因此需要手持無線接受器開車在線路附近的道路上探測。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容做出些許簡單修改、等同變化或修飾，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種配電網(wǎng)單相接地故障定位方法，其特征在于包括以下步驟 在配電網(wǎng)的桿塔上安裝故障報警裝置和電源提取電路； 電源提取電路從接地故障能量中提取電源，并向故障報警裝置供電； 故障報警裝置發(fā)出故障信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的配電網(wǎng)單相接地故障定位方法，其特征在于所述的電源提取電路提取的是故障桿的梯度電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的配電網(wǎng)單相接地故障定位方法，其特征在于所述的電源提取電路包括一條高壓導(dǎo)線和一個環(huán)形抱箍高壓導(dǎo)線固定在桿塔的橫擔(dān)上，作為提取電源的一極；環(huán)形抱箍套在桿塔的水泥桿上，作為提取電源的另一極。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的配電網(wǎng)單相接地故障定位方法，其特征在于所述的梯度電壓的提取梯度為200mm以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的配電網(wǎng)單相接地故障定位方法，其特征在于所述的故障報警裝置內(nèi)設(shè)有通信模塊，電源提取電路為該通信模塊供電，通信模塊將故障信號發(fā)送至配電網(wǎng)的故障管理中心。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的配電網(wǎng)單相接地故障定位方法，其特征在于所述的故障信號協(xié)議是由國家號碼、省州號碼、城市號碼、變電站號碼、線路號碼中的一個或多個與桿塔號碼組成的信息。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的配電網(wǎng)單相接地故障定位方法，其特征在于所述的通信模塊為GPRS網(wǎng)絡(luò)通信模塊、GSM短信模塊、CDMA通信模塊、無線電模塊中的一種或幾種的組合。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)于一種配電網(wǎng)單相接地故障定位方法，包括以下步驟在配電網(wǎng)的桿塔上安裝故障報警裝置和電源提取電路；電源提取電路從接地故障能量中提取電源，并向故障報警裝置供電；故障報警裝置發(fā)出故障信號。本發(fā)明是采用故障桿電壓梯度法，在需要定位的每一級水泥桿上的適當(dāng)位置安裝故障報警裝置，當(dāng)線路出現(xiàn)單相接地故障以后，出現(xiàn)故障桿的故障報警裝置通過電源提取電路得到電源，該故障桿用GPRS和短消息等通信手段向配電網(wǎng)故障管理中心報告故障的變電站名、線路名和桿塔號，而沒有發(fā)生故障的水泥桿因?yàn)闆]有電源不能與中心站通信，從而實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的故障定位。
文檔編號G01R31/08GK102735988SQ20111008520
公開日2012年10月17日 申請日期2011年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月6日
發(fā)明者劉濤, 戚宇林, 戚曉林, 楊再旺, 賈惠彬 申請人:戚宇林