專(zhuān)利名稱(chēng)：?jiǎn)蜗嘟拥販y(cè)距方法和測(cè)距裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)繼電保護(hù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種用于測(cè)量小電流接地系 統(tǒng)單相接地的故障點(diǎn)的位置的測(cè)距方法和測(cè)距裝置。
背景技術(shù)：
小電流接地系統(tǒng)是指發(fā)生單相接地故障時(shí)，故障電流較小的系統(tǒng)，具體指中性點(diǎn) 不接地、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線(xiàn)圈或者中性點(diǎn)經(jīng)高電阻接地系統(tǒng)，俗稱(chēng)小電流系統(tǒng)。小電流系統(tǒng)發(fā) 生單相接地故障，因不構(gòu)成短路回路，不必快速切除故障線(xiàn)路，停止用戶(hù)供電。據(jù)統(tǒng)計(jì)，單 相接地故障占整個(gè)配電系統(tǒng)所有故障的70%以上。為保證供電可靠性，我國(guó)的配電系統(tǒng)通 常采用小電流系統(tǒng)。小電流系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障后，如不能及時(shí)消除故障，故障點(diǎn)的故障 電弧可能燒毀設(shè)備，并引發(fā)相間故障，擴(kuò)大事故，因此我國(guó)的電力系統(tǒng)運(yùn)行規(guī)程規(guī)定小電 流系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障允許帶電運(yùn)行兩小時(shí)，也意味著單相接地故障必須在兩小時(shí)內(nèi)清 除。要清除故障，必須確定故障位置，檢測(cè)小電流接地系統(tǒng)單相接地故障位置的方法稱(chēng)為故 障測(cè)距。但是由于小電流接地系統(tǒng)單相接地不構(gòu)成明顯的短路回路，穩(wěn)態(tài)信號(hào)特征不明顯， 因此，小電流接地系統(tǒng)單相接地故障測(cè)距一直是個(gè)無(wú)法解決的難題。雖然現(xiàn)今已提出了基于單相接地故障模量行波的測(cè)距方法，但是電力系統(tǒng)中無(wú)法 直接獲得模量行波，需要通過(guò)相模變換將三相互感器獲得的三相行波變換為模量行波，而 在絕大多數(shù)的小電流接地系統(tǒng)中由于單相接地不需要跳閘，因此通常只安裝兩相互感器和 零序互感器，因此無(wú)法獲取三種模量行波，從而也無(wú)法實(shí)現(xiàn)單相接地故障測(cè)距。因此，需求 一種新的方式，適用于現(xiàn)有的小電流接地系統(tǒng)互感器安裝的現(xiàn)場(chǎng)情況，準(zhǔn)確地測(cè)出單相接 地故障的距離。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，提供一種新的方式，適用于現(xiàn)有的小電流接地 系統(tǒng)互感器安裝的現(xiàn)場(chǎng)情況，準(zhǔn)確地測(cè)出單相接地故障的距離。有鑒于此，本發(fā)明公開(kāi)了一種測(cè)距方法，用于測(cè)量小電流接地系統(tǒng)單相接地的故 障點(diǎn)的位置，包括步驟102，在小電流接地系統(tǒng)的出線(xiàn)上設(shè)定測(cè)量點(diǎn)，并實(shí)時(shí)同步采集電 流行波，所述出線(xiàn)上發(fā)生單相接地時(shí)，所述電流行波中包括經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)與導(dǎo)線(xiàn)傳播的故障初始 行波和經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)與大地傳播的故障初始行波；步驟104，根據(jù)χ = vl*v2* Δ t/ (vl-v2)，得到所 述測(cè)量點(diǎn)至所述故障點(diǎn)的距離，其中，At為所述經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)與導(dǎo)線(xiàn)傳播的故障初始行波到達(dá)所 述測(cè)量點(diǎn)的時(shí)間和所述經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)與大地傳播的故障初始行波到達(dá)所述測(cè)量點(diǎn)的時(shí)間的時(shí)間 差，Vl為經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)與導(dǎo)線(xiàn)傳播的電流行波的波速度，v2為經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)與大地傳播的電流行波的波 速度，χ為所述測(cè)量點(diǎn)至所述故障點(diǎn)的距離。在本申請(qǐng)中，符號(hào)“*”都表示相乘。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，在所述步驟102中，使用一相電流互感器和零序電流 互感器實(shí)時(shí)同步采集所述電流行波，其中，所述一相電流互感器采集的電流行波中包括所 述經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)與導(dǎo)線(xiàn)傳播的故障初始行波，所述零序電流互感器采集的電流行波中包括所述經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)與大地傳播的故障初始行波。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，在所述步驟102中，使用三相電流互感器實(shí)時(shí)同步采 集所述電流行波，所述三相電流互感器采集的電流行波中第一個(gè)行波為所述經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)與導(dǎo)線(xiàn) 傳播的故障初始行波，所述三相電流互感器采集的電流行波中第一個(gè)在三相上極性均相同 行波為所述經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)與大地傳播的故障初始行波。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，在所述步驟104中，所述出線(xiàn)上發(fā)生單相接地的情況 時(shí)，對(duì)所述電流行波進(jìn)行小波變換以獲得經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)與導(dǎo)線(xiàn)傳播的故障初始行波到達(dá)所述測(cè)量 點(diǎn)的時(shí)間和經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)與大地傳播的故障初始行波到達(dá)所述測(cè)量點(diǎn)的時(shí)間。本發(fā)明還公開(kāi)了一種測(cè)距裝置，用于測(cè)量小電流接地系統(tǒng)單相接地的故障點(diǎn)的位 置，包括采集模塊，在小電流接地系統(tǒng)的出線(xiàn)上設(shè)定測(cè)量點(diǎn)，并實(shí)時(shí)同步采集電流行波，所 述出線(xiàn)上發(fā)生單相接地時(shí)，所述電流行波中包括經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)與導(dǎo)線(xiàn)傳播的故障初始行波和經(jīng)導(dǎo) 線(xiàn)與大地傳播的故障初始行波；距離計(jì)算模塊，根據(jù)X = vl*v2* Δ t/ (vl-v2)，得到所述測(cè) 量點(diǎn)至所述故障點(diǎn)的距離，其中，At為所述經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)與導(dǎo)線(xiàn)傳播的故障初始行波到達(dá)所述測(cè) 量點(diǎn)的時(shí)間和所述經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)與大地傳播的故障初始行波到達(dá)所述測(cè)量點(diǎn)的時(shí)間的時(shí)間差，Vl 為經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)與導(dǎo)線(xiàn)傳播的電流行波的波速度，v2為經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)與大地傳播的電流行波的波速度，χ 為所述測(cè)量點(diǎn)至所述故障點(diǎn)的距離。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述采集模塊基于一相電流互感器和零序電流互感 器，實(shí)時(shí)同步采集所述電流行波，其中，所述一相電流互感器采集的電流行波中包括所述經(jīng) 導(dǎo)線(xiàn)與導(dǎo)線(xiàn)傳播的故障初始行波，所述零序電流互感器采集的電流行波中包括所述經(jīng)導(dǎo)線(xiàn) 與大地傳播的故障初始行波。 在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述采集模塊基于三相電流互感器，實(shí)時(shí)同步采集所 述電流行波，所述三相電流互感器采集的電流行波中第一個(gè)行波為所述經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)與導(dǎo)線(xiàn)傳播 的故障初始行波，所述三相電流互感器采集的電流行波中第一個(gè)在三相上極性均相同行波 為所述經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)與大地傳播的故障初始行波。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，還包括小波變換模塊，在所述出線(xiàn)上產(chǎn)生單相接地 的情況時(shí)，對(duì)采集的電流行波進(jìn)行小波變換以獲得經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)與導(dǎo)線(xiàn)傳播的故障初始行波到達(dá) 所述測(cè)量點(diǎn)的時(shí)間和經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)與大地傳播的故障初始行波到達(dá)所述測(cè)量點(diǎn)的時(shí)間。根據(jù)上述技術(shù)方案，可以實(shí)現(xiàn)以一種測(cè)距方法和功能測(cè)距裝置，可以有效地測(cè)量 產(chǎn)生小電流接地系統(tǒng)單相接地的故障點(diǎn)的距離。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的測(cè)距方法的流程圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的測(cè)距裝置的框圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的 測(cè)距方法的流程圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的測(cè)距方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，下面結(jié)合附圖和具體實(shí) 施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是，本發(fā)明還可 以采用其他不同于在此描述的其他方式來(lái)實(shí)施，因此，本發(fā)明并不限于下面公開(kāi)的具體實(shí) 施例的限制。圖1是根據(jù)本發(fā)明的測(cè)距方法的流程圖。 如圖1所示，本發(fā)明提供了一種測(cè)距方法，用于測(cè)量產(chǎn)生小電流接地系統(tǒng)單相接 地的故障點(diǎn)的位置，包括步驟102，在小電流接地系統(tǒng)的出線(xiàn)上設(shè)定測(cè)量點(diǎn)，并實(shí)時(shí)同步 采集電流行波，所述出線(xiàn)上產(chǎn)生單相接地時(shí)，所述電流行波中包括經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)與導(dǎo)線(xiàn)傳播的故 障初始行波和經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)與大地傳播的故障初始行波；步驟104，根據(jù)χ = vl*v2* Δ t/ (vl-v2)， 得到所述測(cè)量點(diǎn)至所述故障點(diǎn)的距離，其中，At為所述經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)與導(dǎo)線(xiàn)傳播的故障初始行波 到達(dá)所述測(cè)量點(diǎn)的時(shí)間和所述經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)與大地傳播的故障初始行波到達(dá)所述測(cè)量點(diǎn)的時(shí)間 的時(shí)間差，Vl為經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)與導(dǎo)線(xiàn)傳播的電流行波的波速度，v2為經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)與大地傳播的電流行 波的波速度，χ為所述測(cè)量點(diǎn)至所述故障點(diǎn)的距離。在上述技術(shù)方案中，在所述步驟102中，使用一相電流互感器和零序電流互感器 實(shí)時(shí)同步采集所述電流行波，其中，所述一相電流互感器采集的電流行波中包括所述經(jīng)導(dǎo) 線(xiàn)與導(dǎo)線(xiàn)傳播的故障初始行波，所述零序電流互感器采集的電流行波中包括所述經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)與 大地傳播的故障初始行波。在上述技術(shù)方案中，在所述步驟102中，使用三相電流互感器實(shí)時(shí)同步采集所述 電流行波，所述三相電流互感器采集的電流行波中第一個(gè)行波為所述經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)與導(dǎo)線(xiàn)傳播的 故障初始行波，所述三相電流互感器采集的電流行波中第一個(gè)在三相上極性均相同行波為 所述經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)與大地傳播的故障初始行波。在上述技術(shù)方案中，在所述步驟104中，所述出線(xiàn)上發(fā)生單相接地的情況時(shí)，對(duì)所 述電流行波進(jìn)行小波變換以獲得經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)與導(dǎo)線(xiàn)傳播的故障初始行波到達(dá)所述測(cè)量點(diǎn)的時(shí) 間和經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)與大地傳播的故障初始行波到達(dá)所述測(cè)量點(diǎn)的時(shí)間。圖2是根據(jù)本發(fā)明的測(cè)距裝置的框圖。如圖2所示，本發(fā)明還提供了一種測(cè)距裝置200，用于測(cè)量產(chǎn)生小電流接地系統(tǒng)單 相接地的故障點(diǎn)的位置，包括采集模塊202，在小電流接地系統(tǒng)的出線(xiàn)上設(shè)定測(cè)量點(diǎn)，并 實(shí)時(shí)同步采集電流行波，所述出線(xiàn)上產(chǎn)生單相接地時(shí)，所述電流行波中包括經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)與導(dǎo)線(xiàn) 傳播的故障初始行波和經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)與大地傳播的故障初始行波；距離計(jì)算模塊204，根據(jù)χ = vl*v2* Δ t/ (vl-v2)，得到所述測(cè)量點(diǎn)至所述故障點(diǎn)的距離，其中，Δ t為所述經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)與導(dǎo)線(xiàn) 傳播的故障初始行波到達(dá)所述測(cè)量點(diǎn)的時(shí)間和所述經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)與大地傳播的故障初始行波到 達(dá)所述測(cè)量點(diǎn)的時(shí)間的時(shí)間差，Vl為經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)與導(dǎo)線(xiàn)傳播的電流行波的波速度，v2為經(jīng)導(dǎo)線(xiàn) 與大地傳播的電流行波的波速度，χ為所述測(cè)量點(diǎn)至所述故障點(diǎn)的距離。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述采集模塊202基于一相電流互感器和零序電流 互感器，實(shí)時(shí)同步采集所述電流行波，其中，所述一相電流互感器采集的電流行波中包括所 述經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)與導(dǎo)線(xiàn)傳播的故障初始行波，所述零序電流互感器采集的電流行波中包括所述經(jīng) 導(dǎo)線(xiàn)與大地傳播的故障初始行波。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述采集模塊202基于三相電流互感器，實(shí)時(shí)同步采 集所述電流行波，所述三相電流互感器采集的電流行波中第一個(gè)行波為所述經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)與導(dǎo)線(xiàn) 傳播的故障初始行波，所述三相電流互感器采集的電流行波中第一個(gè)在三相上極性均相同行波為所述經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)與大地傳播的故障初始行波。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，還包括小波變換模塊，在所述出線(xiàn)上產(chǎn)生單相接地 的情況時(shí)，對(duì)采集的電流行波進(jìn)行小波變換以獲得經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)與導(dǎo)線(xiàn)傳播的故障初始行波到達(dá) 所述測(cè)量點(diǎn)的時(shí)間和經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)與大地傳播的故障初始行波到達(dá)所述測(cè)量點(diǎn)的時(shí)間。圖3是根據(jù)本發(fā)明的一 個(gè)實(shí)施例的測(cè)距方法的流程圖。如圖3所示，步驟302，實(shí)時(shí)同步采集小電流接地系統(tǒng)出線(xiàn)上的電流行波；步驟 304，獲取經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)與導(dǎo)線(xiàn)傳播的電流初始行波和經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)與大地傳播的電流初始行波；步驟 306，提取出線(xiàn)上經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)與導(dǎo)線(xiàn)傳播的電流初始行波和經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)與大地傳播的電流初始行波 的時(shí)間特征；步驟308，比較經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)與導(dǎo)線(xiàn)傳播的電流初始行波和經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)與大地傳播的電 流初始行波的時(shí)間差，計(jì)算故障距離。所述單相接地行波特征為在導(dǎo)線(xiàn)與導(dǎo)線(xiàn)之間傳播的行波速度快，先到達(dá)測(cè)量點(diǎn)； 在導(dǎo)線(xiàn)與大地之間傳播的行波速度慢，后到達(dá)測(cè)量點(diǎn)。假定接地時(shí)刻為0時(shí)刻，在導(dǎo)線(xiàn)與導(dǎo) 線(xiàn)之間傳播的行波速度為vl，接地發(fā)生后，初始行波到達(dá)測(cè)量點(diǎn)的時(shí)刻為tl ；在導(dǎo)線(xiàn)與大 地之間傳播的行波速度為v2，接地發(fā)生后，初始行波到達(dá)測(cè)量點(diǎn)的時(shí)刻為t2，假設(shè)故障點(diǎn) 到測(cè)量點(diǎn)的距離為X，則χ = vl*tlχ = v2*t2。由于接地發(fā)生時(shí)刻未知，只能在測(cè)量點(diǎn)獲得兩類(lèi)初始行波到達(dá)時(shí)間差A(yù)t = t2_tl，因此可推得X = vl*v2*At/(Vl-V2)，也就是說(shuō)故障距離在經(jīng)過(guò)不同傳播路徑的行 波速度已知和到達(dá)時(shí)間差確定的情況下，故障距離可測(cè)。而在小電流接地系統(tǒng)中，投入運(yùn)行 的線(xiàn)路，線(xiàn)路型號(hào)確定，結(jié)構(gòu)確定，不同傳播路徑的行波速度也一定。因此只要能夠準(zhǔn)確測(cè) 量經(jīng)過(guò)不同傳播路徑的單相接地故障初始行波到達(dá)測(cè)量點(diǎn)的時(shí)間差，即可準(zhǔn)確測(cè)定故障距 罔。本實(shí)施例中的測(cè)距方法的原理當(dāng)小電流接地系統(tǒng)出線(xiàn)上發(fā)生單相接地故障時(shí)，故障點(diǎn)將產(chǎn)生沿著線(xiàn)路傳播的故 障行波。故障行波的傳播路徑可以是導(dǎo)線(xiàn)與導(dǎo)線(xiàn)之間，也可以導(dǎo)線(xiàn)與大地之間。在導(dǎo)線(xiàn)與導(dǎo) 線(xiàn)之間傳播的行波速度快，在導(dǎo)線(xiàn)與大地之間傳播的行波速度慢。在導(dǎo)線(xiàn)與導(dǎo)線(xiàn)之間傳播 的行波可以被相電流互感器感知，但不能被零序電流互感器感知；而在導(dǎo)線(xiàn)與大地之間傳 播的行波既可以被相電流互感器感知，也可以被零序電流互感器感知。因此，相電流互感器 既可測(cè)量到在導(dǎo)線(xiàn)與導(dǎo)線(xiàn)之間傳播的故障初始行波，也可以測(cè)量到在導(dǎo)線(xiàn)與大地之間傳播 的故障初始行波；零序電流互感器只可測(cè)量到在導(dǎo)線(xiàn)與大地之間傳播的故障初始行波。如 果小電流接地系統(tǒng)中安裝了一相電流互感器和零序電流互感器，則在單相接地發(fā)生后，相 電流互感器測(cè)量到的初始行波為在導(dǎo)線(xiàn)與導(dǎo)線(xiàn)之間傳播的故障初始行波，零序電流互感器 測(cè)量到的初始行波為在導(dǎo)線(xiàn)與大地之間傳播的故障初始行波。因此單相接地發(fā)生后，比較 相電流互感器檢測(cè)到的初始行波與零序電流互感器檢測(cè)到的初始行波時(shí)間差即可獲得在 導(dǎo)線(xiàn)與導(dǎo)線(xiàn)之間傳播的故障初始行波與在導(dǎo)線(xiàn)與大地之間傳播的故障初始行波到達(dá)測(cè)量 點(diǎn)的時(shí)間差。如果小電流接地系統(tǒng)中，沒(méi)有安裝零序電流互感器，則在發(fā)生了單相接地后三相 電流互感器也能感知在導(dǎo)線(xiàn)與導(dǎo)線(xiàn)之間傳播的故障初始行波和在導(dǎo)線(xiàn)與大地之間傳播的故障初始行波。并且在導(dǎo)線(xiàn)與導(dǎo)線(xiàn)之間傳播的故障初始行波在三相電流互感器上的極性是不同的，故障相電流互感器感受到的在導(dǎo)線(xiàn)與導(dǎo)線(xiàn)之間傳播故障初始行波與健全相電流互 感器感受到的故障初始行波的極性是相反的。在導(dǎo)線(xiàn)與大地之間傳播的故障初始行波在三 相電流互感器上的極性是相同的。因此，在導(dǎo)線(xiàn)與導(dǎo)線(xiàn)之間傳播的故障初始行波是接地發(fā) 生后相電流互感器感受到的第一個(gè)行波，在導(dǎo)線(xiàn)與大地之間傳播的故障初始行波是接地發(fā) 生后包括故障相在內(nèi)的至少兩相電流互感器感受到的第一個(gè)同極性的行波。在導(dǎo)線(xiàn)與導(dǎo)線(xiàn) 之間傳播的行波速度和導(dǎo)線(xiàn)與地之間傳播的行波速度一定的情況下，利用測(cè)量到的導(dǎo)線(xiàn)與 導(dǎo)線(xiàn)之間的故障初始行波與導(dǎo)線(xiàn)與大地之間的故障初始行波的到達(dá)測(cè)量點(diǎn)的時(shí)間差，可計(jì) 算出故障點(diǎn)到測(cè)量點(diǎn)的距離。圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的測(cè)距方法的流程圖。如圖4所示，步驟402，基于變電站內(nèi)饋線(xiàn)上安裝的一相電流互感器和零序電流互 感器，實(shí)時(shí)同步采集饋線(xiàn)上的電流行波數(shù)據(jù)，采樣頻率2MHz ；理論上，采樣頻率越高越好， 但采樣頻率的選擇受中央處理單元或者微機(jī)的處理速度和測(cè)距誤差要求的限制。結(jié)合目前 的信息技術(shù)水平，選擇典型的2MHz，采樣頻率隨著技術(shù)的發(fā)展可越來(lái)越高。步驟406，若監(jiān)測(cè)到饋線(xiàn)上發(fā)生了接地，對(duì)接地前后記錄的各128點(diǎn)一相電流行波 和零序電流行波數(shù)據(jù)分別進(jìn)行四層小波變換，此處的小波函數(shù)選用三次B樣條函數(shù)的一次 導(dǎo)函數(shù)；對(duì)行波數(shù)據(jù)的小波變換結(jié)果提取模極大值；分別確定來(lái)自相電流互感器的故障初 始行波和來(lái)自零序電流互感器的故障初始行波對(duì)應(yīng)模極大值的時(shí)刻。步驟408，根據(jù)來(lái)自相電流互感器的故障初始行波模極大值對(duì)應(yīng)時(shí)刻和來(lái)自零序 電流互感器的故障初始行波模極大值對(duì)應(yīng)時(shí)刻的時(shí)間差，結(jié)合在導(dǎo)線(xiàn)與導(dǎo)線(xiàn)之間傳播的電 流行波的波速度和在導(dǎo)線(xiàn)與大地之間傳播的電流行波的波速度，計(jì)算出故障點(diǎn)到測(cè)量點(diǎn)之 間的距離，實(shí)現(xiàn)故障測(cè)距。本發(fā)明中的行波電氣量指的是由于電力系統(tǒng)擾動(dòng)引起的在電力系統(tǒng)中傳播的電 磁波。行波波頭可看成脈沖信號(hào)，具有全頻帶分量。本發(fā)明中利用的行波電氣量是具有高 頻暫態(tài)特性的行波波頭信號(hào)。本發(fā)明基于量測(cè)到的故障產(chǎn)生的行波，提取經(jīng)過(guò)不同傳播路徑的故障初始行波到 達(dá)測(cè)量點(diǎn)的時(shí)間差，結(jié)合不同傳播路徑的行波的波速度，實(shí)現(xiàn)故障測(cè)距。本發(fā)明能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)電力系統(tǒng)線(xiàn)路的運(yùn)行情況，及時(shí)提供電力系統(tǒng)單相接地故障 距離信息，減少電力系統(tǒng)故障概率，提高電力系統(tǒng)供電可靠性，保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn) 行。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技 術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修 改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種測(cè)距方法，用于測(cè)量小電流接地系統(tǒng)單相接地的故障點(diǎn)的位置，其特征在于，包括步驟102，在小電流接地系統(tǒng)的出線(xiàn)上設(shè)定測(cè)量點(diǎn)，并實(shí)時(shí)同步采集電流行波，所述出線(xiàn)上發(fā)生單相接地時(shí)，所述電流行波中包括經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)與導(dǎo)線(xiàn)傳播的故障初始行波和經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)與大地傳播的故障初始行波；步驟104，根據(jù)x＝v1*v2*Δt/(v1 v2)，得到所述測(cè)量點(diǎn)至所述故障點(diǎn)的距離，其中，Δt為所述經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)與導(dǎo)線(xiàn)傳播的故障初始行波到達(dá)所述測(cè)量點(diǎn)的時(shí)間和所述經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)與大地傳播的故障初始行波到達(dá)所述測(cè)量點(diǎn)的時(shí)間的時(shí)間差，v1為經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)與導(dǎo)線(xiàn)傳播的電流行波的波速度，v2為經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)與大地傳播的電流行波的波速度，x為所述測(cè)量點(diǎn)至所述故障點(diǎn)的距離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)距方法，其特征在于，在所述步驟102中，使用一相電流互 感器和零序電流互感器實(shí)時(shí)同步采集所述電流行波，其中，所述一相電流互感器采集的電 流行波中包括所述經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)與導(dǎo)線(xiàn)傳播的故障初始行波，所述零序電流互感器采集的電流行 波中包括所述經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)與大地傳播的故障初始行波。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)距方法，其特征在于，在所述步驟102中，使用三相電流互 感器實(shí)時(shí)同步采集所述電流行波，所述三相電流互感器采集的電流行波中第一個(gè)行波為所 述經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)與導(dǎo)線(xiàn)傳播的故障初始行波，所述三相電流互感器采集的電流行波中第一個(gè)在三 相上極性均相同行波為所述經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)與大地傳播的故障初始行波。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的測(cè)距方法，其特征在于，在所述步驟104中，所述出線(xiàn)上 發(fā)生單相接地的情況時(shí)，對(duì)所述電流行波進(jìn)行小波變換以獲得經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)與導(dǎo)線(xiàn)傳播的故障初 始行波到達(dá)所述測(cè)量點(diǎn)的時(shí)間和經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)與大地傳播的故障初始行波到達(dá)所述測(cè)量點(diǎn)的時(shí) 間。
5.一種測(cè)距裝置，用于測(cè)量小電流接地系統(tǒng)單相接地的故障點(diǎn)的位置，其特征在于，包括采集模塊，在小電流接地系統(tǒng)的出線(xiàn)上設(shè)定測(cè)量點(diǎn)，并實(shí)時(shí)同步采集電流行波，所述出 線(xiàn)上發(fā)生單相接地時(shí)，所述電流行波中包括經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)與導(dǎo)線(xiàn)傳播的故障初始行波和經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)與 大地傳播的故障初始行波；距離計(jì)算模塊，根據(jù)X = vl*v2*At/(Vl-V2)，得到所述測(cè)量點(diǎn)至所述故障點(diǎn)的距離， 其中，At為所述經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)與導(dǎo)線(xiàn)傳播的故障初始行波到達(dá)所述測(cè)量點(diǎn)的時(shí)間和所述經(jīng)導(dǎo)線(xiàn) 與大地傳播的故障初始行波到達(dá)所述測(cè)量點(diǎn)的時(shí)間的時(shí)間差，Vl為經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)與導(dǎo)線(xiàn)傳播的電 流行波的波速度，v2為經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)與大地傳播的電流行波的波速度，χ為所述測(cè)量點(diǎn)至所述故 障點(diǎn)的距離。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的測(cè)距裝置，其特征在于，所述采集模塊基于一相電流互感器 和零序電流互感器，實(shí)時(shí)同步采集所述電流行波，其中，所述一相電流互感器采集的電流行 波中包括所述經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)與導(dǎo)線(xiàn)傳播的故障初始行波，所述零序電流互感器采集的電流行波中 包括所述經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)與大地傳播的故障初始行波。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的測(cè)距裝置，其特征在于，所述采集模塊基于三相電流互感器， 實(shí)時(shí)同步采集所述電流行波，所述三相電流互感器采集的電流行波中第一個(gè)行波為所述經(jīng) 導(dǎo)線(xiàn)與導(dǎo)線(xiàn)傳播的故障初始行波，所述三相電流互感器采集的電流行波中第一個(gè)在三相上極性均相同行波為所述經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)與大地傳播的故障初始行波。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的測(cè)距裝置，其特征在于，還包括 小波變換模塊，在所述出線(xiàn)上發(fā)生單相接地的情況時(shí)，對(duì)采集的電流行波進(jìn)行小波變 換以獲得經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)與導(dǎo)線(xiàn)傳播的故障初始行波到達(dá)所述測(cè)量點(diǎn)的時(shí)間和經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)與大地傳播 的故障初始行波到達(dá)所述測(cè)量點(diǎn)的時(shí)間。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種測(cè)距方法，用于測(cè)量小電流接地系統(tǒng)單相接地的故障點(diǎn)的位置，包括步驟102，在小電流接地系統(tǒng)的出線(xiàn)上設(shè)定測(cè)量點(diǎn)，并實(shí)時(shí)同步采集電流行波，出線(xiàn)上發(fā)生單相接地時(shí)，電流行波中包括經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)與導(dǎo)線(xiàn)傳播的故障初始行波和經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)與大地傳播的故障初始行波；步驟104，根據(jù)x＝v1*v2*Δt/(v1-v2)，得到測(cè)量點(diǎn)至故障點(diǎn)的距離，Δt為經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)與導(dǎo)線(xiàn)傳播的故障初始行波到達(dá)測(cè)量點(diǎn)的時(shí)間和經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)與大地傳播的故障初始行波到達(dá)測(cè)量點(diǎn)的時(shí)間的時(shí)間差，v1為經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)與導(dǎo)線(xiàn)傳播的電流行波的波速度，v2為經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)與大地傳播的電流行波的波速度，x為測(cè)量點(diǎn)至故障點(diǎn)的距離。本發(fā)明還公開(kāi)了一種測(cè)距裝置。根據(jù)本發(fā)明，可以有效地檢測(cè)發(fā)生單相接地的故障點(diǎn)的位置。
文檔編號(hào)G01R31/08GK101943738SQ20101024460
公開(kāi)日2011年1月12日 申請(qǐng)日期2010年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月4日
發(fā)明者施慎行, 董新洲 申請(qǐng)人:清華大學(xué)