含有环形网络的电网系统的故障点定位方法及电网系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力领域，具体涉及一种含有环形网络的电网系统的故障点定位方法 及电网系统。
【背景技术】
[0002] 目前，现有的传统高压输电线路故障定位方法大致可分为行波定位和基于电气量 定位两大类。行波法是当高压输电线路发生故障时，故障点处产生的暂态行波沿线路向周 围传播的过程中会出现一定的时间延时来定位故障的。基于电气量定位是指在不考虑线路 对地电容和电导情况下，利用测量的电压、电流量求出故障回路中的阻抗值，从而计算出故 障点与某测点的距离来实现故障定位。其中，该方法又可以细分为单端法和双端法两种。
[0003] 行波法定位速度快，精度高，不受过渡电阻、线路类型及系统运行方式的影响；但 是，它显著的缺点是定位结果不可靠，且存在硬件造价高等问题。
[0004] 基于电气量定位方法主要是针对辐射形线路的故障点定位，并不考虑电网的实际 结构。由于高压电网中的输电线路多数是以环形网络方式运行的，因此利用单端或双端信 息定位短路故障点的方法难以适应环形网络结构。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种含有环形网络的电网系统故的故障点定位方法以及一 种具有故障点定位功能的电网系统，以解决故障点定位不可靠的问题。
[0006] 为实现上述目的，本发明提供了一种含有环形网络的电网系统故的故障点定位方 法，所述电网系统包括多台发电机组、多条母线以及多条输电线路，其中部分母线通过部分 输电线路连接形成环形网络，所述方法包括以下步骤：
[0007] 步骤一、确定故障线路，其中，所述故障线路的一端连接到母线Mk，所 述故障线路的另一端连接到母线Mk_1;
[0008] 步骤二、检测故障线路L(k_1)k两端的暂态电压dundPduk，其中，靠近母 线^一端的电压，duk为靠近母线Mk-端的电压；
[0009] 步骤三、计算与母线Mk连接的所有非故障线路的电压变化率之和Klf，klf =Ekil;
[0010] 步骤四、计算与母线Mk_i连接的所有非故障线路的电压变化率之和Kqf，kqf= ^kiq；
[0011] 步骤五、计算所述故障线路上的故障点距离母线Mk的长度1，
【主权项】
1. 一种含有环形网络的电网系统的故障点定位方法，其特征在于，所述电网系统包括 多台发电机组、多条母线W及多条输电线路，其中部分母线通过部分输电线路连接形成环 形网络，所述方法包括W下步骤： 步骤一、确定故障线路其中，所述故障线路L&_uk的一端连接到母线Mk，所述故 障线路L(k_i)k的另一端连接到母线Mk-i; 步骤二、检测故障线路L&_Uk两端的暂态电压化和化k，其中，化为故障线路L(k-i)k上靠近母线Mk-i-端的电压，化巧故障线路L(k_i)k上靠近母线Mk-端的电压； 步骤S、计算与母线Mk连接的所有非故障线路的电压变化率之和KIf,kif=EkU; 步骤四、计算与母线Mk_i连接的所有非故障线路的电压变化率之和Kqf，kqf=Eki。； 步骤五、计算所述故障线路L&_uk上的故障点距离母线Mk的长度1，
式中，Lk(k-i)为输电线路L(k-i)k的长度。
2. 根据权利要求1所述的故障点定位方法，其特征在于，所述电压变化率K通过W下公 式计算： W输电线路为例，
式中， dUm和du。分别为输电线路Lm。两端的暂态电压， Im。为输电线路Lm。的长度， R。为输电线路勺单位长度的电阻，di为流经输电线路Lm。的暂态电流量， L。为输电线路的单位长度的电感， 化为时间。
3. 根据权利要求1所述的故障点定位方法，其特征在于，所述电网包括6条母线M1~ Me，6条输电线路Ll2、L23、L34、L35、L5e和L25，母线M2、M3和M迪过输电线路L23、L25和L35连接 形成=角形环形网络，所述方法包括W下步骤： 步骤一、确定故障线路，W输电线路L23为故障线路为例，其中，母线M2和母线Ms分别连 接在输电线路L23的两端； 步骤二、检测故障线路L23两端的暂态电压化3、化4,其中，化3为靠近母线M2-端的暂 态电压，化4为靠近母线M3-端的暂态电压； 步骤S、计算与母线M,连接的所有非故障线路的电压变化率之和Ksf，其中K3f= K21+K25; 步骤四、计算母线M3连接的所有非故障线路的电压变化率之和K4f，其中，K4f=K34+K35; 步骤五、通过W下公式计算所述故障线路L23上的故障点f距离母线M2的距离1，
4. 一种电网系统，具有故障点定位功能，其特征在于； 所述电网系统包括多台发电机组、多条母线、多条输电线路W及故障录波单元，其中每 一台发电机组连接到一条母线或每两台发电机组连接到一条母线，部分母线通过部分输电 线路连接形成环形电网； 所述故障录波单元包括故障录波器、测量装置W及通讯线；其中 所述测量装置设置于每一条所述输电线路的两端； 所述通讯线的一端连接所述测量装置，所述通讯线的另一端连接所述故障录波器；W及 所述故障录波器设置成执行如权利要求1所述的步骤=~步骤五。
5. 根据权利要求4所述的电网系统，其特征在于，所述故障录波器包括MMI模块，所述 MMI模块用来存储所有测量单元检测的暂态电压和暂态电流。
6. 根据权利要求4所述的电网系统，其特征在于，所述故障录波器还包括录波CPU模 块，所述录波CPU模块W32位嵌入式微处理器系统及工业级总线为核屯、，并包括DSP部分 和CPU部分。
7. 根据权利要求4所述的电网系统，其特征在于，所述故障录波器包括MMI模块，所述 MMI模块采用嵌入式32位处理器，并具有Windows的图形化界面，用来完成稳态录波、故障 录波及实时监控功能。
8. 根据权利要求4所述的电网系统，其特征在于，所述通讯线为RS485。
9. 根据权利要求4所述的电网系统，其特征在于，所述电网系统包括6条母线，6条输 电线路，其中3条母线通过3条输电线路连接形成=角形环形网络。
【专利摘要】本发明公开了一种计算含有环形网络的电网系统中的故障点的方法以及一种具有故障点定位功能的电网系统。该方法包括以下步骤：确定故障线路L(k-1)k；检测故障线路L(k-1)k两端的暂态电压du(k-1)和duk；计算与母线Mk连接的所有非故障线路的电压变化率之和Klf；步骤四、计算与母线Mk-1连接的所有非故障线路的电压变化率之和Kqf；步骤五、计算该故障线路L(k-1)k上的故障点距离母线Mk的长度l。电网系统包括多台发电机组、多条母线、多条输电线路以及故障录波单元。通过本发明的系统和方法能够实现短路故障点的精确定位，同时结果不受系统运行方式和过渡电阻的影响。
【IPC分类】G01R31-08
【公开号】CN104849625
【申请号】CN201510319269
【发明人】刘志刚, 屈昕明, 洪熊祥
【申请人】中国电力工程顾问集团华东电力设计院有限公司
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年6月11日