本發(fā)明涉及配電網(wǎng)線路故障診斷技術(shù)，具體為一種配電網(wǎng)線路故障定位方法。

背景技術(shù)：

目前，國內(nèi)配電線路故障診斷主要分為故障選線及故障定位兩大類。故障選線是指故障發(fā)生后，通過某種技術(shù)手段判斷出是哪一條具體的饋電線路發(fā)生了故障；故障定位是指故障發(fā)生后，通過某種技術(shù)手段確定故障發(fā)生在哪一區(qū)段。由于故障定位更能夠縮短故障查找時(shí)間，提高供電可靠性，因此故障定位是配電網(wǎng)線路故障診斷的主要發(fā)展方向。

當(dāng)前，配電網(wǎng)的故障定位方法主要依托FTU(饋線終端設(shè)備)和故障指示器兩類設(shè)備。這兩類設(shè)備主要安插在配電網(wǎng)線路中，當(dāng)線路發(fā)生故障時(shí)，通過FTU或故障指示器的相關(guān)傳感設(shè)備采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行就地分析。如本地相電流發(fā)生了突變，瞬間突變電流值達(dá)到了預(yù)設(shè)閾值(如突變電流600A)以上，且隨著線路相關(guān)繼電保護(hù)動(dòng)作造成跳閘后電流為“0”的現(xiàn)象。通過該現(xiàn)象可以判斷，該監(jiān)測(cè)點(diǎn)流過了故障電流，故障點(diǎn)位于該監(jiān)測(cè)點(diǎn)之后。

上述傳統(tǒng)定位方法的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單，且對(duì)設(shè)備采樣精度要求較低，易于實(shí)現(xiàn)。其缺點(diǎn)是，對(duì)于故障電流變化不是太明顯的故障，容易漏判。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供基于差值卷積分析法的配電網(wǎng)線路故障定位方法，通過比較相鄰兩監(jiān)測(cè)點(diǎn)電流變化情況對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行判斷，有效解決了傳統(tǒng)以絕對(duì)值變化量為依據(jù)的故障識(shí)別及定位技術(shù)容易漏判的問題，可以更好地服務(wù)于配電線路的管理與維護(hù)工作。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：基于差值卷積分析法的配電網(wǎng)線路故障定位方法，包括以下步驟：

步驟1、首先在配電網(wǎng)線路中設(shè)置若干監(jiān)測(cè)點(diǎn)，若干監(jiān)測(cè)點(diǎn)將配電網(wǎng)線路劃分成多段；

步驟2、在每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)安裝錄波裝置和發(fā)送模塊，由錄波裝置對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的三相電流或三相電壓進(jìn)行采集，并通過發(fā)送模塊發(fā)送到控制中心；

步驟3、由控制中心根據(jù)錄波裝置所記錄的三相電流或三相電壓，提取故障點(diǎn)前后的差動(dòng)數(shù)據(jù)，進(jìn)行差值卷積運(yùn)算，判斷差值卷積運(yùn)算結(jié)果是否出現(xiàn)突變，根據(jù)突變情況、結(jié)合配電網(wǎng)線路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，判斷故障發(fā)生在哪些監(jiān)測(cè)點(diǎn)之間的線路上。

優(yōu)選地，所述步驟3進(jìn)行差值卷積運(yùn)算過程為：

取各差動(dòng)數(shù)據(jù)的每周波數(shù)據(jù)，分別取差動(dòng)數(shù)據(jù)的相鄰兩個(gè)周波數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，最少取8個(gè)周波數(shù)據(jù)，每周波采樣率不低于800Hz，相關(guān)運(yùn)算的公式為：

式中“*”代表卷積運(yùn)算。

優(yōu)選地，所述步驟3提取故障點(diǎn)前后的差動(dòng)數(shù)據(jù)原則為：配電網(wǎng)線路中處于同一電流回路的相鄰兩個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)所采集的三相電流值或三相電壓值相減。

優(yōu)選地，所述步驟1設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)時(shí)，在配電網(wǎng)線路首尾各設(shè)置一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)；然后每間隔一段距離設(shè)置一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)；若有T接分支線時(shí)，在T接分支線加裝監(jiān)測(cè)點(diǎn)，用于判斷是否為分支線故障。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

1、通過比較相鄰兩監(jiān)測(cè)點(diǎn)電流變化情況來進(jìn)行故障判斷，相比于傳統(tǒng)的以絕對(duì)值變化量為依據(jù)的故障判定技術(shù)，準(zhǔn)確率高，不會(huì)造成漏判。

2、采用卷積積分算法對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的差動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，邏輯簡(jiǎn)單、可靠，避免了一般高級(jí)算法的復(fù)雜性及巨大的運(yùn)算量。

附圖說明

圖1是配電網(wǎng)線路故障定位方法的模型；

圖2是圖1中監(jiān)測(cè)點(diǎn)1-4的三相電流差值卷積波形圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。

實(shí)施例

本發(fā)明配電網(wǎng)線路故障定位方法，包括以下步驟：

步驟1、首先在配電網(wǎng)線路中設(shè)置若干監(jiān)測(cè)點(diǎn)，若干監(jiān)測(cè)點(diǎn)將配電網(wǎng)線路劃分成多段。設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)時(shí)，可根據(jù)線路運(yùn)行的實(shí)際情況及資金預(yù)算進(jìn)行布置。一般在資金允許的情況下，在線路首尾各設(shè)置一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)；然后每間隔1公里左右設(shè)置一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)；另外，遇到T接分支線時(shí)，須在分支線加裝監(jiān)測(cè)點(diǎn)，用于判斷是否為分支線故障。監(jiān)測(cè)點(diǎn)的設(shè)置與負(fù)荷大小及線路類型無關(guān)。

步驟2、在每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)安裝錄波裝置和無線發(fā)送模塊，由錄波裝置對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的三相電流或電場(chǎng)波形(即三相電壓)進(jìn)行采集，并通過無線發(fā)送模塊直接發(fā)送到控制中心。

步驟3、由控制中心根據(jù)錄波裝置所記錄的三相電流或三相電壓，提取故障點(diǎn)前后的差動(dòng)數(shù)據(jù)，進(jìn)行差值卷積運(yùn)算，判斷差值卷積運(yùn)算結(jié)果是否出現(xiàn)突變，根據(jù)突變情況、結(jié)合配電網(wǎng)線路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對(duì)故障進(jìn)行定位，即判斷故障發(fā)生在哪些監(jiān)測(cè)點(diǎn)之間的線路上。其中錄波裝置可以采用傳感器實(shí)現(xiàn)。

為了說明方便，現(xiàn)假定基于圖1所示配電網(wǎng)線路結(jié)構(gòu)下，發(fā)生了A、B相間短路故障，假設(shè)故障點(diǎn)將發(fā)生在監(jiān)測(cè)點(diǎn)2和監(jiān)測(cè)點(diǎn)3之間。首先控制中心提取故障點(diǎn)前后的差動(dòng)數(shù)據(jù)，采用監(jiān)測(cè)點(diǎn)2的三相電流減去監(jiān)測(cè)點(diǎn)1的三相電流，監(jiān)測(cè)點(diǎn)3的三相電流減去監(jiān)測(cè)點(diǎn)2的三相電流，監(jiān)測(cè)點(diǎn)4的三相電流減去監(jiān)測(cè)點(diǎn)2的三相電流，即差值的選取原則為：線路中處于同一電流回路的相鄰兩個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)所采集的三相電流值或三相電壓值相減。

取各差動(dòng)數(shù)據(jù)的每周波數(shù)據(jù)，按周期分成8個(gè)周波，分別做1-2、2-3、3-4、4-5、5-6、6-7、7-8周波的相關(guān)運(yùn)算，即取差動(dòng)數(shù)據(jù)相鄰兩個(gè)周波進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，最少取8個(gè)周波，每周波采樣率不低于800Hz。相關(guān)運(yùn)算的公式如下所示。

上式中“*”代表卷積運(yùn)算，波形圖參見圖2，而相關(guān)運(yùn)算結(jié)果如下表1-3所示。

表1監(jiān)測(cè)點(diǎn)2與監(jiān)測(cè)點(diǎn)1的差動(dòng)相關(guān)處理結(jié)果

表2監(jiān)測(cè)點(diǎn)3與監(jiān)測(cè)點(diǎn)2的差動(dòng)相關(guān)處理結(jié)果

表3監(jiān)測(cè)點(diǎn)4與監(jiān)測(cè)點(diǎn)2的差動(dòng)相關(guān)處理結(jié)果

由以上數(shù)據(jù)可以看出，監(jiān)測(cè)點(diǎn)1與監(jiān)測(cè)點(diǎn)2的電流值十分接近，其電流值之差的相關(guān)值很小，故排除故障發(fā)生在監(jiān)測(cè)點(diǎn)1和2之間。監(jiān)測(cè)點(diǎn)3與監(jiān)測(cè)點(diǎn)2的A相電流相關(guān)值和B相電流相關(guān)值在第三個(gè)周波后發(fā)生突增。監(jiān)測(cè)點(diǎn)4與監(jiān)測(cè)點(diǎn)2的A相電流相關(guān)值和B相電流相關(guān)值在第三個(gè)周波后也發(fā)生突增，故可以將故障定位在監(jiān)測(cè)點(diǎn)2、3之間和2、4之間，由配電網(wǎng)線路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)所知，故障發(fā)生在監(jiān)測(cè)點(diǎn)2和監(jiān)測(cè)點(diǎn)3之間的線路2處。

上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。