CN111175610B - 一种配电线路的故障定位***及方法 - Google Patents

一种配电线路的故障定位***及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供的一种配电线路的故障定位***与方法，包括信号发生装置、多个局部放电检测传感器和控制中心；信号发生装置与局部放电检测传感器的校准接口连接，用于向待测配电线路注入第一脉冲信号，其中配电线路发生故障时产生第二脉冲信号；局部放电检测传感器沿配电线路分段依次安装，一端与耦合电容器的一端连接另一端接地，用于采集配电线路中的模拟电压信号、第一脉冲信号和第二脉冲信号；控制中心，用于接收并分析处理模拟电压信号、第一脉冲信号和第二脉冲信号，计算获得相邻两个局部放电检测传感器安装位置的距离信息和故障位置信息。本申请能够实现配电线路的故障位置的快速精准定位，具有高效、智能、方便等特点。

Description

一种配电线路的故障定位***及方法
技术领域
本发明属于电网故障检测及定位技术领域，尤其涉及一种配电线路的故障定位***及方法。
背景技术
配电网是连接输电网与电力用户的供需纽带，配电网属于电力***末端，直接面向用户，是服务民生的重要公共基础设施。配电网线路长度约占各级电网线路长度的90％，具有线路结构变化多、故障情况复杂的特点，统计资料显示电力停电事故中超过80％均由配电网故障引起，线路故障后会严重影响电网的安全稳定运行，严重时会导致重点区域大规模停电，给国民经济和人民生活造成巨大损失，甚至危及人身安全。
配电线路最常见的故障是接地故障，其中以单相接地故障发生的概率最高。配电网故障精确定位是减少停电时间和加速供电恢复的关键技术。常规的单相接地故障定位方法利用过电压信号，但是，该方式精度不高、误差控制不理想，而且故障查找效率低，需要投入大量人力物力。此外，配电网线路结构变化多，***中设备和配电线路的绝缘故障等潜伏性故障发生时，同样存在着故障定位困难的问题。另外，现有技术中公开了一种配电网高阻接地故障区段定位方法，通过对各故障定位终端对配电网进行区段划分，获取各故障定位终端数据，根据录波数据，对各个终端所采集的电流、电压数据进行处理，根据各终端数据处理结果对比，判断配电网是否发生接地故障，确定接地故障区段，该方法利用终端将配电网进行区段划分，故障定位只能定位发生故障的区段，如果要求故障定位获得区段范围较小，则需要建设多个故障定位终端，并且不能对故障精确定位。
因此，配电网的发生单相接地故障和潜伏性故障时，如何快速故障定位和提高故障定位准确度是本领域人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明提出一种配电线路的故障定位***及方法，解决了配电网的发生单相接地故障和潜伏性故障时，快速故障定位和提高故障定位准确度的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
根据本发明实施例的第一方面，提供了一种配电线路的故障定位***，该***包括：信号发生装置、多个局部放电检测传感器和控制中心；
所述信号发生装置与所述局部放电检测传感器的校准接口连接，用于向待测配电线路注入第一脉冲信号，其中，所述配电线路发生故障时，产生第二脉冲信号；
所述局部放电检测传感器沿所述配电线路分段依次安装，一端与耦合电容器的一端连接、另一端接地，用于采集所述配电线路中的模拟电压信号、所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号，并将所述模拟电压信号、所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号通信传输到所述控制中心；
所述控制中心，用于接收并分析处理所述模拟电压信号、所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号，计算获得相邻两个所述局部放电检测传感器安装位置的距离信息和故障位置信息，存储所述距离信息和所述故障位置信息。
进一步地，所述局部放电检测传感器包括：
信号采集模块，用于采集并记录所述模拟电压信号、所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号；
第一通讯模块，用于将所述模拟电压信号、所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号传输到所述控制中心。
进一步地，所述控制中心包括：
第二通讯模块，用于与局部放电检测传感器传输所述模拟电压信号、所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号；
数据分析模块，用于分析处理所述模拟电压信号、所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号，获得所述配电线路的电压幅值、相位和所述第一脉冲信号、所述第二脉冲信号相对于所述模拟电压信号的相对相位；
故障检测模块，用于根据所述第二脉冲信号判断所述配电线路是否发生故障；
故障定位模块，用于根据所述相对相位判断故障点所在的所述配电线路的区段，以及计算所述故障点距离相邻的两个所述局部放电检测传感器安装位置的距离；
人机交互模块，用于显示所述配电线路运行状况、供用户查询所述配电线路信息。
进一步地，所述计算获得相邻两个所述局部放电检测传感器安装位置的距离信息，包括：
选取所述配电线路上任一所述局部放电检测传感器所在位置，通过信号发生装置向所述配电线路中注入第一脉冲信号；
所有所述局部放电检测传感器检测所述第一脉冲信号，并将检测到的所述第一脉冲信号传输给控制中心；
所述数据分析模块对所述第一脉冲信号进行分析，获得所有所述局部放电检测传感器检测的所述第一脉冲信号相对于所述模拟电压信号的相对相位；
所述故障定位模块取任一位置和所述任一位置相邻位置处所述局部放电检测传感器获得的所述相对相位，记所述任一位置为监测位置k、所述相邻位置为监测位置k+1；
所述故障定位模块计算所述监测位置k和所述监测位置k+1之间的相对相位差
Figure BDA0002380626050000021
和距离Lk(k+1)，并存储所述
Figure BDA0002380626050000022
和L(k+1)(k+2)：
Figure BDA0002380626050000023
Figure BDA0002380626050000024
其中，
Figure BDA0002380626050000025
和
Figure BDA0002380626050000026
为所述监测位置k和所述监测位置k+1处的所述相对相位，V为所述第一脉冲信号在所述配电线路中传播速度，V＝3*108m/s(光速)。
根据本发明实施例的第二方面提供的一种配电线路的故障定位方法，采用本发明实施例第一方面提供的一种配电线路的故障定位***，所述方法包括：
利用局部放电检测传感器监测故障点o处发出的第二脉冲信号；
利用所述控制中心，根据所述第二脉冲信号判断所述配电线路的故障线路；
利用控制中心对所述第二脉冲信号进行分析，获得所述第二脉冲信号相对于所述配电线路的模拟电压信号最小的相对相位
Figure BDA0002380626050000027
及相应的检测位置x，找出所述监测位置x两侧相邻的监测位置y和z，以及获得所述监测位置y和z处所述第二脉冲信号相对于所述模拟电压信号的相对相位
Figure BDA0002380626050000028
和
Figure BDA0002380626050000029
利用所述控制中心计算所述监测位置x与所述监测位置y的相对相位差
Figure BDA00023806260500000210
所述监测位置x与所述监测位置z的相对相位差
Figure BDA00023806260500000211
其中：
Figure BDA0002380626050000031
利用所述控制中心，根据所述相对相位差判断所述故障点o所在区段；
利用所述控制中心，根据所述相对相位计算出所述故障点o距离其两侧所述监测位置的距离。
进一步地，所述利用所述第二脉冲信号判断所述配电线路的故障线路，包括：
判断所述控制中心是否接收到所述第二脉冲信号；
如果接收到，则判定所述配电线路发生故障，并将所述配电线路中第二脉冲信号的幅值最大线路，作为故障线路；
如果没有接收到，则判定所述配电线路没有发生故障。
进一步地，所述根据所述相对相位差判断故障点o所在区段，包括：
查询所述控制中心存储的所述监测位置x与所述监测位置y的相对相位差为
Figure BDA0002380626050000032
所述监测位置x与所述监测位置z的相对相位差
Figure BDA0002380626050000033
若
Figure BDA0002380626050000034
则所述故障点o位于所述监测位置x与所述监测位置y之间；
若
Figure BDA0002380626050000035
则所述故障点o位于所述监测位置x与所述监测位置z之间。
进一步地，所述利用故障定位模块计算出所述故障点o距离其两侧所述监测位置的距离，包括：
若所述故障点o位于所述监测位置x与所述监测位置y之间，查询所述控制中心存储的所述监测位置x与所述监测位置y之间的距离Lxy，所述故障点o距所述监测位置x的距离Lox、所述故障点o距所述监测位置y的距离Loy，满足以下方程：
Figure BDA0002380626050000036
可计算出故障点o距离位置x距离为：
Figure BDA0002380626050000037
故障点距离位置y距离为：
Loy＝Lxy-Lox
若故障点位于所述监测位置x与所述监测位置z之间，查询所述控制中心存储的所述监测位置x与所述监测位置z之间的距离Lxz，故障点距所述控制中心位置x和所述控制中心位置z的距离满足以下方程：
Figure BDA0002380626050000038
可计算出故障点距离位置x距离为：
Figure BDA0002380626050000039
故障点距离位置z距离为：
Loz＝Lxz-Lox
其中，所述V为所述第二脉冲信号在所述配电线路中传播速度，V＝3*108m/s(光速)。
基于上述实施例可见，本发明实施例提供的一种配电线路的故障定位***及方法，构建了一套完整的的故障定位***。本发明通过信号发生装置向待测配电线路注入脉冲信号，再利用局部放电检测传感器采集脉冲信号，然后控制中心对脉冲信号与配电线路的模拟电压信号对比分析并计算，获得两个局部放电检测传感器安装位置之间的距离，实现了对局部放电检测传感器安装位置之间的距离的精确测定。再利用局部放电检测传感器采集配电线路发生单相接地故障、潜伏性故障时产生的第二脉冲信号，然后控制中心对第二脉冲信号与配电线路的模拟电压信号对比分析并计算，获得故障点的区段和故障点到两侧局部放电检测传感器安装位置的距离。利用注入脉冲信号产生的相位实现在线测距，具有操作方便和测距精确的特点。故障点发出的第二脉冲信号具有易于采集和在线监测的特点，因此利用第二脉冲信号实现故障定位具有定位精度高、响应速度快的特点。本发明缩短了故障排查时间，极大地减轻了运维人员的运维负担，有效提升了电网供电可靠性和智能化水平。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种配电线路的故障定位***的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种配电线路在线测距方法的流程图；
图3为本发明实施例提供的一种配电线路故障定位方法的流程图；
图4为本发明实施例提供的一种配电线路在线测距方法的原理图；
图5为本发明实施例提供的一种配电线路故障定位方法的原理图，其中图(a)、(b)、(c)为故障点o在检测位置x和检测位置y之间时故障定位方法的原理图，图(d)、(e)、(f)为故障点在检测位置x和检测位置z之间时故障定位方法的原理图。
标号说明:
图1：1为配电线路、2为耦合电容器、3为信号发生装置、4为局部放电检测传感器、5为控制中心；
图4：
Figure BDA0002380626050000041
为监测位置k处的相对相位、
Figure BDA0002380626050000042
为监测位置k+1处的相对相位、Lk(k+1)为监测位置k和监测位置k+1之间的距离；
图5：
Figure BDA0002380626050000043
为监测位置x处的相对相位、
Figure BDA0002380626050000044
为监测位置y处的相对相位、
Figure BDA0002380626050000045
为监测位置z处的相对相位、Lxy为监测位置x和监测位置y之间的距离、Lxz为监测位置x和监测位置z之间的距离、Lox为故障点o和监测位置x之间的距离、Loy为故障点o和监测位置y之间的距离、Loz为故障点o和监测位置z之间的距离。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
图1为本发明实施例提供的一种配电线路的故障定位***的结构示意图，如图1所示，该***包括信号发生装置3、多个局部放电检测传感器4、控制中心5和多个耦合电容器2。其中，局部放电检测传感器4包括信号采集模块和第一通讯模块，控制中心5包括第二通讯模块、数据分析模块、故障检测模块、故障定位模块和人机交互模块。
具体的，信号发生装置3与局部放电检测传感器4的校准接口连接，用于向待测配电线路1注入第一脉冲信号，其中，配电线路1发生单相接地故障或者绝缘故障等潜伏性故障时，产生第二脉冲信号。优选地，信号发生装置3为市场上常见的脉冲信号发生装置，产生的第一脉冲信号为方波脉冲信号。
根据配电线路1的所处的地区位置、自然环境、工况等具体情况，局部放电检测传感器4沿配电线路的母线分段依次安装，例如，在山区位置、环境恶劣、工况复杂的配电线路区段可以短距离分段，即局部放电检测传感器4安装相对稠密。在配电线路1的母线上安装局部放电检测传感器4时，需要在配电线路1的母线与局部放电检测传感器4之间安装有耦合电容器2，耦合电容器2具有阻隔高压和耦合信号的作用，耦合电容器2的配置可以实现信号发生装置3在配电线路1带电情况下直接注入第一脉冲信号，进而实现在线测距。局部放电检测传感器4的另一端接地，防止高压触电。局部放电检测传感器4用于采集配电线路1中的模拟电压信号、信号发生装置3注入的第一脉冲信号和配电线路1发生故障时产生的第二脉冲信号，并将模拟电压信号、第一脉冲信号和第二脉冲信号通信传输到控制中心5。进一步地，局部放电检测传感器4包括信号采集模块和第一通讯模块，其中，信号采集模块用于采集并记录模拟电压信号、第一脉冲信号和第二脉冲信号；第一通讯模块用于将模拟电压信号、第一脉冲信号和第二脉冲信号传输到控制中心5。
控制中心5，用于接收并分析处理模拟电压信号、第一脉冲信号和第二脉冲信号，计算获得相邻两个局部放电检测传感器4安装位置的距离信息和故障位置信息，存储距离信息和故障位置信息。进一步地，控制中心5包括第二通讯模块、数据分析模块、故障检测模块、故障定位模块和人机交互模块。其中，第二通讯模块用于与局部放电检测传感器4传输模拟电压信号、第一脉冲信号和第二脉冲信号。数据分析模块对模拟电压信号的波形进行数字解析获得数字信号，进而获得模拟电压信号对应的配电线路的电压幅值和相位；数据分析模块对第一脉冲信号和第二脉冲信号分析，通过脉冲信号与模拟电压信号的对比与解析，获得第一脉冲信号、第二脉冲信号相对于模拟电压信号的相对相位。故障检测模块，用于根据第二脉冲信号判断配电线路是否发生故障，具体的，当第二通讯模块接收到第二脉冲信号并将其传输到故障检测模块后，故障检测模块接收到第二脉冲信号可判断为配电线路1发生故障，且第二脉冲信号的幅值最大的线路即为故障相。故障定位模块，用于根据相对相位判断故障点所在的配电线路1的区段，以及计算故障点距离相邻的两个局部放电检测传感器4安装位置的距离。人机交互模块，用于显示配电线路1运行状况、供用户查询配电线路1信息。
进一步地，计算获得相邻两个局部放电检测传感器4安装位置的距离信息，即通过配电线路在线测距方法，计算获得相邻两个局部放电检测传感器4安装位置的距离信息。图2为本发明实施例提供的一种配电线路在线测距方法的流程图，图4为本发明实施例提供的一种配电线路在线测距方法的原理图，如图2和图4所示，该在线测距方法具体包括如下步骤：
S101选取配电线路1上任一局部放电检测传感器4所在位置，通过信号发生装置3向配电线路1中注入第一脉冲信号。
S102所有局部放电检测传感器4检测第一脉冲信号，并将检测到的第一脉冲信号传输给控制中心5。
S103数据分析模块对第一脉冲信号进行分析，获得所有局部放电检测传感器4检测的第一脉冲信号相对于模拟电压信号的相对相位。
S104故障定位模块取任一位置和任一位置相邻位置处局部放电检测传感器4获得的相对相位，记任一位置为监测位置k、相邻位置为监测位置k+1。
S105故障定位模块计算监测位置k和监测位置k+1之间的相对相位差
Figure BDA0002380626050000061
和距离L k(k+1)，并存储
Figure BDA0002380626050000062
和L(k+1)(k+2)：
Figure BDA0002380626050000063
Figure BDA0002380626050000064
其中，
Figure BDA0002380626050000065
和
Figure BDA0002380626050000066
为监测位置k和监测位置k+1处的相对相位，V为第一脉冲信号在配电线路中传播速度，V＝3*108m/s(光速)。
基于上述实现原理，下面将结合附图，对本实施例提供的故障定位方法进行详细介绍。图3为本发明实施例提供的一种配电线路故障定位方法的流程图；图5为本发明实施例提供的一种配电线路故障定位方法的原理图，其中图(a)、(b)、(c)为故障点o在检测位置x和检测位置y之间时故障定位方法的原理图，图(d)、(e)、(f)为故障点在检测位置x和检测位置z之间时故障定位方法的原理图。如图3和图5所示，利用本发明实施例提供的一种配电线路故障定位***，故障定位方法包括如下步骤：
S201利用局部放电检测传感器监测故障点o处发出的第二脉冲信号。
当配电线路发生单相接地故障或者绝缘故障等潜伏性故障时，故障点o处会产生脉冲信号，为区分信号发生器发出的信号，命名为第二脉冲信号。安装在配电线路上的所有的局部放电检测传感器监测到故障点o处发出的第二脉冲信号，并将检测到的第二脉冲信号发送到控制中心。
S202利用第二脉冲信号判断配电线路的故障线路。
当配电线路发生单相接地故障或者绝缘故障等潜伏性时，故障点o处会产生第二脉冲信号，局部放电检测传感器监测到第二脉冲信号并将其发送到控制中心。因此判断控制中心是否接受到第二脉冲信号可以得出配电线路是否发生故障以及故障所在线路。具体地，控制中心的故障监测模块判断控制中心是否接收到第二脉冲信号；如果接收到，则判定配电线路发生故障，并将配电线路中第二脉冲信号的幅值最大线路，作为故障线路；如果没有接收到，则判定配电线路没有发生故障。
S203利用控制中心对第二脉冲信号进行分析，获得第二脉冲信号相对于配电线路的模拟电压信号最小的相对相位
Figure BDA0002380626050000067
及相应的检测位置x，找出监测位置x两侧相邻的监测位置y和z，以及获得监测位置y和z处第二脉冲信号相对于模拟电压信号的相对相位
Figure BDA0002380626050000068
和
Figure BDA0002380626050000069
当配电线路发生单相接地故障或者绝缘故障等潜伏性时，安装在不同位置的局部放电检测传感器监测到第二脉冲信号。由于局部放电检测传感器安装位置相对于故障点o的位置不同，所以故障线路上安装的每个局部放电检测传感器监测到的第二脉冲信号相对于配电线路的模拟电压信号的相对相位不同，进而控制中心接收到第二脉冲信号具有不同的相对相位，且不同的相对相位与各局部放电检测传感器的监测位置一一对应。根据相位的定义和特性可知，距离故障点o最近位置处的局部放电检测传感器监测到的第二脉冲信号的相对相位最小，根据这一特点即可初步判断故障点o的粗略位置。具体地，利用控制中心的数据分析模块对接收到的所有脉冲信号进行分析，通过第二脉冲信号与模拟电压信号的对比与解析(如图5(b))，获得第二脉冲信号相对于模拟电压信号的相对相位。利用控制中心的故障定位模块获得第二脉冲信号最小的相对相位
Figure BDA0002380626050000071
及相应的局部放电检测传感器所处的检测位置x，找出监测位置x两侧相邻的监测位置y和z，以及获得监测位置y和z处第二脉冲信号相对于模拟电压信号的相对相位
Figure BDA0002380626050000072
和
Figure BDA0002380626050000073
S204计算出监测位置x与监测位置y的相对相位差
Figure BDA0002380626050000074
监测位置x与监测位置z的相对相位差
Figure BDA0002380626050000075
其中：
Figure BDA0002380626050000076
在步骤S203获得监测位置x、监测位置y和监测位置z的相对相位
Figure BDA0002380626050000077
和
Figure BDA0002380626050000078
之后，控制中心的故障定位模块根据相对相位
Figure BDA0002380626050000079
和
Figure BDA00023806260500000710
计算获得监测位置x与监测位置y的相对相位差
Figure BDA00023806260500000711
监测位置x与监测位置z的相对相位差
Figure BDA00023806260500000712
其中：
Figure BDA00023806260500000713
S205利用控制中心，根据相对相位差判断故障点o所在区段。
根据本实施例其他部分的内容，控制中心获得并存储了在配电线路正常情况下，注入第一脉冲信号获得的每个相邻局部放电检测传感器安装的监测位置之间的相对相位差。当有故障发生时，根据故障点o发出的第二脉冲信号，控制中心获得故障点o处的相对相位差。根据相位差的特点，在有故障点o所在的区段会得到不同于存储的相应区段的相对相位差。因此，可以通过对比第二脉冲信号与第一脉冲信号分别对应的相对相位差来判断故障点o所在的位置区段。具体地，查询控制中心存储的监测位置x与监测位置y的相对相位差为
Figure BDA00023806260500000714
监测位置x与监测位置z的相对相位差
Figure BDA00023806260500000715
若
Figure BDA00023806260500000716
则故障点o位于监测位置x与监测位置y之间；若
Figure BDA00023806260500000717
则故障点o位于监测位置x与监测位置z之间。
S206利用控制中心，根据相对相位计算出故障点o距离其两侧监测位置的距离。
在步骤S205判断获得故障点o所在的位置区段的区段之后，控制中心的故障定位模块根据故障点o所在的位置区段的区段以及监测位置x、监测位置y和监测位置z的相对相位
Figure BDA00023806260500000718
Figure BDA00023806260500000719
和
Figure BDA00023806260500000720
通过进一步分析计算获得故障点o的具***置。
具体地，若故障点o位于监测位置x与监测位置y之间，查询控制中心存储的监测位置x与监测位置y之间的距离Lxy，所述故障点o距所述监测位置x的距离Lox、所述故障点o距所述监测位置y的距离Loy，满足以下方程：
Figure BDA00023806260500000721
可计算出故障点o距离位置x距离为：
Figure BDA00023806260500000722
故障点距离位置y距离为：
Loy＝Lxy-Lox
若故障点位于监测位置x与监测位置z之间，查询控制中心存储的监测位置x与监测位置z之间的距离Lxz，故障点距控制中心位置x和控制中心位置z的距离满足以下方程：
Figure BDA0002380626050000081
可计算出故障点距离位置x距离为：
Figure BDA0002380626050000082
故障点距离位置z距离为：
Loz＝Lxz-Lox
其中，V为第二脉冲信号在配电线路中传播速度，V＝3*108m/s(光速)。
本说明书中的实施例采用递进的方式描述。本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未发明的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由所附的权利要求指出。
需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接连接，对于相关领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的电路结构、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，有语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或顺序。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (4)

1.一种配电线路的故障定位***，其特征在于，包括信号发生装置(3)、多个局部放电检测传感器(4)和控制中心(5)；
所述信号发生装置(3)与所述局部放电检测传感器(4)的校准接口连接，用于向待测配电线路(1)注入第一脉冲信号，其中，所述配电线路(1)发生故障时，产生第二脉冲信号；
所述局部放电检测传感器(4)沿所述配电线路(1)分段依次安装，一端与耦合电容器(2)的一端连接、另一端接地，用于采集所述配电线路(1)中的模拟电压信号、所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号，并将所述模拟电压信号、所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号通信传输到所述控制中心(5)；
所述控制中心(5)，用于接收并分析处理所述模拟电压信号、所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号，计算获得相邻两个所述局部放电检测传感器(4)安装位置的距离信息和故障位置信息，存储所述距离信息和所述故障位置信息；
所述控制中心(5)还包括：
第二通讯模块，用于与局部放电检测传感器(4)传输所述模拟电压信号、所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号；
数据分析模块，用于分析处理所述模拟电压信号、所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号，获得所述配电线路(1)的电压幅值、相位和所述第一脉冲信号、所述第二脉冲信号相对于所述模拟电压信号的相对相位；
故障检测模块，用于根据所述第二脉冲信号判断所述配电线路(1)是否发生故障；
故障定位模块，用于根据所述相对相位判断故障点所在的所述配电线路(1)的区段，以及计算所述故障点距离相邻的两个所述局部放电检测传感器(4)安装位置的距离；
人机交互模块，用于显示所述配电线路(1)运行状况、供用户查询所述配电线路(1)信息；
所述计算获得相邻两个所述局部放电检测传感器(4)安装位置的距离信息，包括：
选取所述配电线路(1)上任一所述局部放电检测传感器(4)所在位置，通过信号发生装置(3)向所述配电线路(1)中注入第一脉冲信号；
所有所述局部放电检测传感器(4)检测所述第一脉冲信号，并将检测到的所述第一脉冲信号传输给控制中心(5)；
所述数据分析模块对所述第一脉冲信号进行分析，获得所有所述局部放电检测传感器(4)检测的所述第一脉冲信号相对于所述模拟电压信号的相对相位；
所述故障定位模块取任一位置和所述任一位置相邻位置处所述局部放电检测传感器(4)获得的所述相对相位，记所述任一位置为监测位置k、所述相邻位置为监测位置k+1；
所述故障定位模块计算所述监测位置k和所述监测位置k+1之间的相对相位差
Figure FDA0003284446460000011
和距离Lk(k+1)，并存储所述
Figure FDA0003284446460000012
和L(k+1)(k+2)：
Figure FDA0003284446460000013
Figure FDA0003284446460000014
其中，
Figure FDA0003284446460000015
和
Figure FDA0003284446460000016
为所述监测位置k和所述监测位置k+1处的所述相对相位，V为所述第一脉冲信号在所述配电线路(1)中传播速度，V＝3*108m/s(光速)。
2.根据权利要求1所述的配电线路的故障定位***，其特征在于，所述局部放电检测传感器(4)包括：
信号采集模块，用于采集并记录所述模拟电压信号、所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号；
第一通讯模块，用于将所述模拟电压信号、所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号传输到所述控制中心(5)。
3.一种配电线路的故障定位方法，采用权利要求1或权利要求2中所述的配电线路的故障定位***，其特征在于，所述方法包括：
利用局部放电检测传感器监测故障点o处发出的第二脉冲信号；
利用控制中心，根据所述第二脉冲信号判断所述配电线路的故障线路；
利用控制中心对所述第二脉冲信号进行分析，获得所述第二脉冲信号相对于所述配电线路的模拟电压信号最小的相对相位
Figure FDA0003284446460000021
及相应的检测位置x，找出所述监测位置x两侧相邻的监测位置y和z，以及获得所述监测位置y和z处所述第二脉冲信号相对于所述模拟电压信号的相对相位
Figure FDA0003284446460000022
和
Figure FDA0003284446460000023
利用所述控制中心计算所述监测位置x与所述监测位置y的相对相位差
Figure FDA0003284446460000024
所述监测位置x与所述监测位置z的相对相位差
Figure FDA0003284446460000025
其中：
Figure FDA0003284446460000026
利用所述控制中心，根据所述相对相位差判断所述故障点o所在区段；
利用所述控制中心，根据所述相对相位计算出所述故障点o距离其两侧所述监测位置的距离；
所述根据所述相对相位差判断故障点o所在区段，包括：
查询所述控制中心存储的所述监测位置x与所述监测位置y的相对相位差为
Figure FDA0003284446460000027
所述监测位置x与所述监测位置z的相对相位差
Figure FDA0003284446460000028
若
Figure FDA0003284446460000029
则所述故障点o位于所述监测位置x与所述监测位置y之间；
若
Figure FDA00032844464600000210
则所述故障点o位于所述监测位置x与所述监测位置z之间；
所述利用故障定位模块计算出所述故障点o距离其两侧所述监测位置的距离，包括：
若所述故障点o位于所述监测位置x与所述监测位置y之间，查询所述控制中心存储的所述监测位置x与所述监测位置y之间的距离Lxy，所述故障点o距所述监测位置x的距离Lox、所述故障点o距所述监测位置y的距离Loy，满足以下方程：
Figure FDA00032844464600000211
可计算出故障点o距离位置x距离为：
Figure FDA00032844464600000212
故障点距离位置y距离为：
Lov＝Lxv-Lox
若故障点位于所述监测位置x与所述监测位置z之间，查询所述控制中心存储的所述监测位置x与所述监测位置z之间的距离Lxz，故障点距所述控制中心位置x和所述控制中心位置z的距离满足以下方程：
Figure FDA0003284446460000031
可计算出故障点距离位置x距离为：
Figure FDA0003284446460000032
故障点距离位置z距离为：
Loz＝Lxz-Lox
其中，所述V为所述第二脉冲信号在所述配电线路中传播速度，V＝3*108m/s(光速)。
4.根据权利要求3所述的配电线路的故障定位方法，其特征在于，所述利用所述第二脉冲信号判断所述配电线路的故障线路，包括：
判断所述控制中心是否接收到所述第二脉冲信号；
如果接收到，则判定所述配电线路发生故障，并将所述配电线路中第二脉冲信号的幅值最大线路，作为故障线路；
如果没有接收到，则判定所述配电线路没有发生故障。
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