一种35kV系统故障快速定位方法和系统与流程

专利2025-03-28  9


本申请涉及电力设备维护,尤其涉及一种35kv系统故障快速定位方法和系统。


背景技术:

1、近年来,西北地区由于地广人稀,供电用户分布较为分散,在偏远地区,乡镇以及大型用户一般采用35kv等级的线路进行供电。35kv线路中含有大量的“t”接线路,部分线路带有多条分支线路,线路长度普遍在数十公里。

2、35kv系统仅在变电站线路出口安装保护,在主干线路或分支线路发生故障时可以及时动作或者报警,但是缺乏快速可靠的故障定位手段,在处理永久性故障时,尤其是对单相接地故障,运检人员需要对干线、支线等在内的全部线路进行巡视,耗费时间长,效率低,导致下游用户停电时间长,投诉多,给故障后供电的恢复带来巨大的困难。极大的影响了供电的可靠性和居民用电质量。高原地区地势高耸,地形复杂,气候多变,环境严酷,位于中纬度地区,由于海拔高度达到对流层的1/3,大部分地区海拔在4000—5000米之间,甚至更高,高海拔以及高寒性气候,在这种气候条件下故障定位困难,巡视时间长,效率低下,还需要经长前往结冰等危险路段,工作人员的安全得不到保障。

3、因此,35kv系统线路故障自动快速定位技术亟待研究和应用。


技术实现思路

1、本申请的多个方面提供一种35kv系统故障快速定位方法和系统,实现对线路故障的自动快速定位,提高线路检修效率,提高35kv系统的可靠性。

2、为实现上述技术效果,本申请的一方面提供一种35kv系统故障快速定位方法,包括:

3、实时采集电力线路各节点处的三相电流数据;

4、当监测到相电流突变后,计算突变前后的每个节点处三相电流变化量的幅值、相位和电流行波极性;

5、比较各节点上传的三相电流变化量的幅值、相位以及电流行波极性,根据比较结果判断故障点所在方向和具体位置;

6、识别线路中的短路故障区段。

7、根据本发明的优选实施方式,所述实时采集电力线路各节点处的三相电流数据进一步包括:

8、在线路各节点处设置自取电式微型传感器,从电力线中获取电能,实时对电力线路电流进行采样;

9、通过所述微型传感器的高精度模数转换器获取采样三相电流的幅值和相位,并将采样电流转换为三项电流行波;

10、将电力线路采样信息存储在内部存储器中。

11、根据本发明的优选实施方式,当监测到相电流突变后,计算突变前后的每个节点处三相电流变化量的幅值、相位和电流行波极性进一步包括:

12、对突变前后的三相电流行波进行小波变换,得到的接地相电流行波极性;

13、根据故障线路首端节点处故障前、故障后的相对地电流大小和变化量计算对应的幅值和相位。

14、根据本发明的优选实施方式,所述对突变前后的三相电流行波进行小波变换,得到的接地相电流行波极性进一步包括:

15、将采集到的三相电压和电流行波以独立模量方程表示;

16、利用凯伦贝尔变换将所述模量方程转换为相量方程;

17、当监测到相电流突变后,根据基尔霍夫电流定律及所述相量方程,计算得到故障点瞬时值的电压电流初始行波。

18、根据本发明的优选实施方式,比较各节点上传的三相电流变化量的幅值、相位以及电流行波极性,根据比较结果判断故障点所在方向和具体位置进一步包括:

19、判断同一线路中两节点的接地相电流行波极性是否相同,若不同,则判断该线路为故障线路;

20、判断所述故障线路中相邻两节点的接地相电流行波极性是否相同,若不同,则判断该两节点间为故障位置;

21、比较在非故障线路首端和故障线路故障点负荷侧节点处三相电流的故障相与非故障相,判断该节点的三相电流变化量方向是否相同,幅值是否相等。

22、根据本发明的优选实施方式,在比较各节点上传的接地相电流行波极性前,所述方法还包括:

23、后台服务器判断是否有零序电压超过预设值,如果没有,判定为扰动;如果有,则判定为单相接地。

24、根据本发明的优选实施方式,所述识别线路中的短路故障区段进一步包括:

25、利用无通道保护算法识别和隔离线路中的不对称短路故障区段。

26、本申请的另一方面,提供一种35kv系统故障快速定位系统,包括:

27、数据采集模块:用于实时采集电力线路各节点处的三相电流数据;

28、数据处理模块:用于当监测到相电流突变后,计算突变前后的每个节点处三相电流变化量的幅值、相位和电流行波极性;

29、故障定位模块:用于比较各节点上传的三相电流变化量的幅值、相位以及电流行波极性,根据比较结果判断故障点所在方向和具体位置;

30、短路识别模块:用于识别线路中的短路故障区段。

31、本申请的另一方面,提供一种35kv系统故障快速定位设备,所述设备包括:

32、至少一个处理器;以及

33、与所述至少一个处理器通信连接的存储器;其中,

34、所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令,所述指令被所述至少一个处理器执行,以使所述至少一个处理器能够执行如上所述的方法。

35、本申请的另一方面,提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序指令,所述计算机程序指令可被处理器执行以实现上述的方法。

36、本申请实施例提供的方案中,实时采集线路中相电流数据,计算单相接地短路时刻三相电流变化量的幅值、相位和极性,快速定位35kv系统故障,尤其是对于拓扑结构复杂的电力线路,极大提高了西北高原地区单相接地故障处理效率,缩短了故障处理时间,降低了现场运维人员的巡线工作量,提高了安全性。



技术特征:

1.一种35kv系统故障快速定位方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的基于相电流行波极性的35kv系统故障快速定位方法,其特征在于,所述实时采集电力线路各节点处的三相电流数据进一步包括:

3.根据权利要求1所述的基于相电流行波极性的35kv系统故障快速定位方法,其特征在于,当监测到相电流突变后,计算突变前后的每个节点处三相电流变化量的幅值、相位和电流行波极性进一步包括:

4.根据权利要求3所述的基于相电流行波极性的35kv系统故障快速定位方法,其特征在于,所述对突变前后的三相电流行波进行小波变换,得到的接地相电流行波极性进一步包括:

5.根据权利要求1所述的基于相电流行波极性的35kv系统故障快速定位方法,其特征在于,比较各节点上传的三相电流变化量的幅值、相位以及电流行波极性,根据比较结果判断故障点所在方向和具体位置进一步包括:

6.根据权利要求5所述的基于相电流行波极性的35kv系统故障快速定位方法,其特征在于,在比较各节点上传的接地相电流行波极性前,所述方法还包括:

7.根据权利要求1所述的基于相电流行波极性的35kv系统故障快速定位方法,其特征在于,所述识别线路中的短路故障区段进一步包括:

8.一种35kv系统故障快速定位系统,其特征在于,包括:

9.一种35kv系统故障快速定位设备,所述设备包括:

10.一种计算机可读介质,其上存储有计算机程序指令,所述计算机程序指令可被处理器执行以实现如权利要求1至7中任一项所述的方法。


技术总结
本申请提供了一种35kV系统故障快速定位方法和系统,方法包括:实时采集电力线路各节点处的三相电流数据;当监测到相电流突变后,计算突变前后的每个节点处三相电流变化量的幅值、相位和电流行波极性;比较各节点上传的三相电流变化量的幅值、相位以及电流行波极性,根据比较结果判断故障点所在方向和具体位置;识别线路中的短路故障区段。本申请能够实时采集线路中相电流数据,计算单相接地短路时刻三相电流变化量的幅值、相位和极性,快速定位35kV系统故障,尤其是对于拓扑结构复杂的电力线路,极大提高了西北高原地区单相接地故障处理效率,缩短了故障处理时间,降低了现场运维人员的巡线工作量,提高了安全性。

技术研发人员:万玛措,昝福英,江潘,才仁卓玛,任雅迪,王超
受保护的技术使用者:国网青海省电力公司玉树供电公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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