电网故障监测与定位PPT文档格式.ppt

1、地区：地区变电所变电所D：终端终端变电所变电所B：中间中间电力网电力网v按作用划分按作用划分 输电网输电网 配电网配电网电力网电力网特高压特高压（UHV）（UHV）：1000kV1000kV及以上及以上超高压超高压（EHV）（EHV）：330kV330kV，500kV500kV，750kV750kV输电网输电网配电网配电网高高 压：压：220kV220kV高压：高压：35kV35kV，66kV,110kV66kV,110kV中压：中压：6kV6kV，10kV10kV，20kV20kV低压：低压：380V/220V380V/220V交流交流直流直流特高压特高压（UHVDC）（UHVDC）：800

2、kV800kV高高 压压（HVDC）（HVDC）：100kV100kV，500kV500kV 输电网接线方式输电网接线方式v交流输电网：一般采用多电源环网结构交流输电网：一般采用多电源环网结构 双端线路双端线路 T型线路（型线路（220kV）带串联补偿线路（带串联补偿线路（500kV）双回线路双回线路 输电电缆（输电电缆（500kV海底电缆）海底电缆）架空线电缆混合输电线路（架空线电缆混合输电线路（220kV，500kV）v直流输电系统：采用点对点接线直流输电系统：采用点对点接线（带接地极线路）（带接地极线路）变电站小电流接地系统接线方式变电站小电流接地系统接线方式进线进线1进线进线235kV

3、配电网配电网35kV配电网配电网35kV II35kV I10kV配电网配电网10kV配电网配电网10kV I10kV II配电网接线方式配电网接线方式“手拉手”环网接线 单电源辐射网接线v架空配电网接线方式架空配电网接线方式“手拉手”环网接线v电缆配电网接线方式电缆配电网接线方式 单环网配电网接线方式配电网接线方式 双环网双射网双射网双射网双射网=双射网双射网+双射网双射网v电缆配电网接线方式电缆配电网接线方式配电网接线方式配电网接线方式电网故障电网故障v故障原因故障原因 根本原因是绝缘损坏。根本原因是绝缘损坏。1）架空线与电缆故障原因不同）架空线与电缆故障原因不同 2）输电网与配电网故障原

4、因不同）输电网与配电网故障原因不同v故障类型故障类型 架空线：单相接地、相间短路（接地）、断线架空线：单相接地、相间短路（接地）、断线 电缆：短路、开路电缆：短路、开路v故障性质故障性质 架空线：高阻架空线：高阻/低阻，永久低阻，永久/瞬时瞬时 电缆：低阻电缆：低阻/高阻（泄漏、闪络性），一般为永久性故障。高阻（泄漏、闪络性），一般为永久性故障。电网故障监测电网故障监测v基本概念基本概念 采采用用特特定定的的技技术术手手段段对对电电网网运运行行状状态态量量进进行行实实时时监监视视，旨旨在在判判断断电电网网是是否否发发生生故故障障，并并定定性性或或定定量给出故障信息。量给出故障信息。定性故障信息

5、：故障类型、故障性质、故障点所处范围等。定量故障信息：故障及其持续时间、故障点准确位置等。电网故障监测电网故障监测v故障监测内容故障监测内容 故障发生时间故障发生时间 故障线路（选线，定位到故障线路）故障线路（选线，定位到故障线路）故障类型（选相）故障类型（选相）故障性质（高阻故障性质（高阻/低阻，永久低阻，永久/瞬时）瞬时）故障持续时间故障持续时间 故障位置（定位到故障区段或故障点）故障位置（定位到故障区段或故障点）故障录波故障录波 电网故障监测电网故障监测v故障监测基本算法故障监测基本算法 稳态相量算法稳态相量算法 故障分量算法故障分量算法 对称分量算法对称分量算法 功率算法功率算法 暂态

6、能量算法暂态能量算法电网故障监测与继电保护电网故障监测与继电保护电网电网故障监测故障监测开关驱动控制开关驱动控制信号采集信号采集开关操作控制开关操作控制故障监测是继电保护的故障监测是继电保护的核心核心继电保护继电保护电网保护与故障信息管理系统电网保护与故障信息管理系统v故障录波器及其联网系统故障录波器及其联网系统 系统结构、功能、特点、存在问题系统结构、功能、特点、存在问题v继电保护与故障信息管理系统继电保护与故障信息管理系统 系统结构、功能、特点、存在问题系统结构、功能、特点、存在问题电网故障定位电网故障定位v基本概念基本概念 当当电电网网发发生生故故障障后后，采采用用特特定定的的技技术术手

7、手段段（在在线或离线），定性或定量给出故障点位置信息。线或离线），定性或定量给出故障点位置信息。定性的故障点位置信息：故障线路、故障区段等。定量的故障点位置信息：故障点坐标、故障距离等。故障监测故障监测故障定位故障定位电网故障定位电网故障定位v输电网故障定位输电网故障定位 通过专门的在线故障定位（测距）原理计算出故障点到通过专门的在线故障定位（测距）原理计算出故障点到线路末端的距离。线路末端的距离。（1）交流输电线路）交流输电线路 双端线路双端线路 T型线路型线路 带串联补偿线路带串联补偿线路 双回线路双回线路 输电电缆输电电缆 架空线电缆混合输电线路架空线电缆混合输电线路 （2）直流输电线路

8、（含接地极线路）直流输电线路（含接地极线路）电网故障定位电网故障定位v配电网故障定位（架空线、电缆、混合线路）配电网故障定位（架空线、电缆、混合线路）故障选线（定位到故障线路，故障选线（定位到故障线路，在线在线）故障区段定位（定位到故障区段，故障区段定位（定位到故障区段，在线在线）故障测距（定位到故障点，故障测距（定位到故障点，在线或离线在线或离线）电网故障监测与定位系统电网故障监测与定位系统v监测终端监测终端v通信网络通信网络v主站系统主站系统主站系统主站系统通信网络通信网络监测终端监测终端监测终端监测终端监测终端监测终端监测终端监测终端电网故障监测与定位发展概况电网故障监测与定位发展概况v

9、继电保护（线路、变压器）继电保护（线路、变压器）v故障录波器及故障信息管理系统故障录波器及故障信息管理系统v输电线路故障定位（测距）输电线路故障定位（测距）v配电线路故障定位（馈线自动化）配电线路故障定位（馈线自动化）v配电线路故障选线配电线路故障选线v配电线路故障指示器及定位系统配电线路故障指示器及定位系统v配电线路故障测距配电线路故障测距山东理工大学智能电网研究中心成果山东理工大学智能电网研究中心成果v在在利利用用暂暂态态（行行波波）信信号号的的电电力力线线路路故故障障监监测与定位研究方面走在世界前列。测与定位研究方面走在世界前列。v研究成果获研究成果获2007年度国家技术发明二等奖。年度

10、国家技术发明二等奖。电力线路行波电力线路行波故障测距系统故障测距系统山东理工大学智能电网研究中心成果山东理工大学智能电网研究中心成果小电流接地故障监测（选线）系统小电流接地故障监测（选线）系统山东理工大学智能电网研究中心成果山东理工大学智能电网研究中心成果架空配电网自动化系统架空配电网自动化系统（具有故障区段定位功能）（具有故障区段定位功能）山东理工大学智能电网研究中心成果山东理工大学智能电网研究中心成果电缆配电网自动化系统电缆配电网自动化系统（具有故障区段定位功能）（具有故障区段定位功能）电力系统故障分量电力系统故障分量基本理论基本理论电力系统故障信息电力系统故障信息v电电力力系系统统的的故

11、故障障是是通通过过故故障障信信息息来来表表征征的的。故故障障信信息息分分为为内内部部故故障障信信息息和和外外部部故故障障信信息息，其其中中蕴蕴涵涵故故障障发发生生时时间间、故故障障方方向向、故故障障类类型型、故故障障距距离离及及故故障障持持续续时时间间等等信信息息，因因而而是是区区别别正正常常运运行行状状态态与与故故障障状状态态最最本本质质的的特特征。征。v故故障障信信息息的的识识别别、处处理理和和利利用用一一直直是是继继电电保保护及故障测距发展的基础。护及故障测距发展的基础。故障分量的基本概念故障分量的基本概念v电电力力系系统统的的故故障障状状态态可可视视为为故故障障前前状状态态与与故故障障

12、附附加加状状态态的的叠叠加加，其其中中故故障障前前状状态态可可以以是是各各种种非非故故障障状状态态，也也可可以以是是前前一一次次故故障障状状态态的的继继续续，而而故故障障附附加加状状态态则则是是由由当当前前故故障障所所激发的。激发的。v故故障障附附加加状状态态中中的的电电气气量量（电电压压、电电流流）称称为故障分量。为故障分量。故障分量的基本概念故障分量的基本概念v 故故障障分分量量是是仅仅在在系系统统发发生生故故障障时时出出现现，而而在在系系统统正正常常运运行行及及不不正正常常运运行行时时不不存存在在的的电电气气分分量量，即即它它随随着着故故障障的的出出现现而而出出现现，随随着着故故障障的的

13、消消失失而而消消失失。所所以以，故故障障分分量量的的存存在，是电力系统处于故障状态的表征。在，是电力系统处于故障状态的表征。v 故故障障信信息息实实际际上上蕴蕴涵涵于于故故障障分分量量之之中中，因因而而对对故故障障信信息息的的提提取取和和处处理理可可以以转转化化为为对对故故障障分分量量的的提提取取和和处处理理，即即通通过故障分量来判别故障方向、故障类型及故障距离等。过故障分量来判别故障方向、故障类型及故障距离等。故障分量的基本概念故障分量的基本概念v应应用用故故障障分分量量构构成成继继电电保保护护动动作作判判据据时时，只只需需要要寻寻找找区区内内故故障障与与区区外外故故障障的的“差差异异”，而而不不必必考考虑虑正正常常及及不不正正常常情情况况，因因而而，保保护护具具有有较较高高的的灵灵敏敏度度，一一般般也也具具有有较较快快的的动动作作时时间间和和较较好好的的选选择择性性，不不必必采采用用振振荡荡闭闭锁锁等等防止振荡时保护误动的措施。防止振荡时保护误动的措施。故障分量的分析方法叠加原理故障状态故障状态故障前状态故障前状态故障附加状态故障附加状态故障分量的特点故障分量的特点v 非非故故障障状状态态下下不不存存在在故故障障分分量量，故故障障分分量量仅仅在在故故障障状状态态下出现；下出现；v 故故障障分分量量独独立立于于非非故故障障状状态态，受受电电网网运运行行方方式式的的影影响响不不大