本發(fā)明屬于故障檢測(cè)領(lǐng)域，尤其涉及一種帶并聯(lián)阻尼調(diào)匝式消弧線圈單相接地故障測(cè)距方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

由于配電網(wǎng)是向負(fù)荷分配電能的末端環(huán)節(jié)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，分支眾多，因此容易發(fā)生接地故障尤其是單相接地故障。當(dāng)發(fā)生單相接地故障后如果不及時(shí)處理，可能會(huì)引發(fā)故障擴(kuò)散，對(duì)電網(wǎng)的運(yùn)行造成危害。因此，快速、準(zhǔn)確的故障定位技術(shù)對(duì)配網(wǎng)安全運(yùn)行以及保證供電可靠性具有重要意義。

故障測(cè)距是指利用故障線路上的電氣信息對(duì)故障距離進(jìn)行直接計(jì)算，主要有阻抗法和行波法2類(lèi)方法。阻抗法主要利用故障時(shí)線路上的電壓，電流信息計(jì)算線路阻抗，進(jìn)而推算故障距離，阻抗法應(yīng)用簡(jiǎn)單，成本便宜，但容易受到接地電阻及負(fù)荷等因素的影響。行波法主要是利用發(fā)生故障時(shí)產(chǎn)生的暫態(tài)行波到達(dá)檢測(cè)點(diǎn)的時(shí)間來(lái)推算故障距離。考慮到配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，分支眾多，使得暫態(tài)行波的折射波、反射波過(guò)多，不宜分辨，對(duì)測(cè)距的精度產(chǎn)生一定的影響。

我國(guó)中壓配網(wǎng)中性點(diǎn)廣泛采用經(jīng)消弧線圈接地運(yùn)行方式。近年來(lái)隨著容量、耐壓和可靠性的逐漸提高，電力電子開(kāi)關(guān)器件因其動(dòng)作的迅速性而開(kāi)始應(yīng)用于諧振接地系統(tǒng)中消弧線圈的調(diào)節(jié)，如“調(diào)匝式”消弧線圈阻尼電阻的投切，“調(diào)容式”消弧線圈補(bǔ)償電容的投切等。

而現(xiàn)有的單相接地故障測(cè)距方法需要測(cè)量故障線路的正、負(fù)、零序電壓電流數(shù)據(jù)，根據(jù)電壓電流之間的關(guān)系列寫(xiě)相關(guān)矩陣，根據(jù)迭代法計(jì)算故障距離。該方法使得實(shí)際測(cè)量中數(shù)據(jù)采集量多且速度慢，由于現(xiàn)有的單相接地故障測(cè)距方法采用迭代法計(jì)算故障距離，浪費(fèi)大量的時(shí)間，導(dǎo)致故障測(cè)距方法的實(shí)時(shí)性不足。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的第一目的是提供一種帶并聯(lián)阻尼調(diào)匝式消弧線圈單相接地故障測(cè)距方法。

帶并聯(lián)阻尼調(diào)匝式消弧線圈為并聯(lián)連接電感以及阻尼電阻，當(dāng)帶并聯(lián)阻尼調(diào)匝式消弧線圈的單相接地故障時(shí)，與阻尼電阻串聯(lián)的反并聯(lián)晶閘管一直處于關(guān)斷狀態(tài)。

本發(fā)明的一種帶并聯(lián)阻尼調(diào)匝式消弧線圈單相接地故障測(cè)距方法，具體包括：

步驟1：利用微處理器來(lái)控制反并聯(lián)晶閘管短時(shí)觸發(fā)導(dǎo)通，進(jìn)而產(chǎn)生擾動(dòng)信號(hào)；所述擾動(dòng)信號(hào)包括擾動(dòng)電壓信號(hào)和擾動(dòng)電流信號(hào)；

步驟2：在故障線路出口端提取擾動(dòng)信號(hào)；

步驟3：對(duì)提取的擾動(dòng)信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換分析，根據(jù)擾動(dòng)電壓和擾動(dòng)電流在頻域內(nèi)的線性關(guān)系，得到帶并聯(lián)阻尼調(diào)匝式消弧線圈單相接地故障在不同頻率下的等效阻抗數(shù)據(jù)；

步驟4：將不同頻率下等效阻抗數(shù)據(jù)與帶并聯(lián)阻尼調(diào)匝式消弧線圈的單相接地故障的等效阻抗表達(dá)式聯(lián)立來(lái)構(gòu)建方程組，求解方程組即可得到故障距離。

本發(fā)明的該方法只需要提取故障線路的擾動(dòng)電壓信號(hào)和擾動(dòng)電流信號(hào)，這在實(shí)際測(cè)量中可以大大加快數(shù)據(jù)的采集速度，并且不需要使用迭代法計(jì)算，使得故障測(cè)距方法對(duì)實(shí)時(shí)性要求嚴(yán)格，縮短了計(jì)算時(shí)間，保證了故障測(cè)距方法的實(shí)時(shí)性，而且本發(fā)明在得到數(shù)據(jù)的同時(shí)，只需將數(shù)據(jù)整理即可算出故障距離。

在所述步驟4中的帶并聯(lián)阻尼調(diào)匝式消弧線圈的單相接地故障的等效阻抗表達(dá)式的求取過(guò)程為：

構(gòu)建帶并聯(lián)阻尼調(diào)匝式消弧線圈的單相接地故障模型；

再根據(jù)電阻等于電壓與電流的比值，計(jì)算單相接地故障模型的等效阻抗表達(dá)式。

本發(fā)明利用測(cè)量的擾動(dòng)電壓和擾動(dòng)電流，以及構(gòu)建的帶并聯(lián)阻尼調(diào)匝式消弧線圈的單相接地故障模型，能夠快速準(zhǔn)確地求解出單相接地故障模型的等效阻抗表達(dá)式。

該方法還包括對(duì)不同頻率下的等效阻抗數(shù)據(jù)進(jìn)行冗余處理。

對(duì)不同頻率下的等效阻抗數(shù)據(jù)進(jìn)行冗余處理，保證了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，提高了故障距離計(jì)算的精度。

采用最小二乘法對(duì)不同頻率下的等效阻抗數(shù)據(jù)進(jìn)行冗余處理。利用最小二乘法能夠最大化準(zhǔn)確地處理數(shù)據(jù)冗余，提高計(jì)算阻抗的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。

進(jìn)一步地，在故障線路出口端采用相鄰周波相減的方法來(lái)提取擾動(dòng)信號(hào)。

在故障線路出口端可采用相鄰周波相減的方法提取擾動(dòng)電壓和擾動(dòng)電流信號(hào)，即通過(guò)含有擾動(dòng)信號(hào)的波形與不含有擾動(dòng)信號(hào)的正常波形相減，即可將疊加在背景波形上的擾動(dòng)提取出來(lái)。該信號(hào)提取方法本質(zhì)上是一種非線性濾波，它可將背景中的各種周期性干擾濾除，進(jìn)而保證擾動(dòng)提取的準(zhǔn)確性。

本發(fā)明的第二目的是提供一種帶并聯(lián)阻尼調(diào)匝式消弧線圈單相接地故障測(cè)距系統(tǒng)。

本發(fā)明的一種帶并聯(lián)阻尼調(diào)匝式消弧線圈單相接地故障測(cè)距系統(tǒng)，帶并聯(lián)阻尼調(diào)匝式消弧線圈為并聯(lián)連接電感以及阻尼電阻，當(dāng)帶并聯(lián)阻尼調(diào)匝式消弧線圈的單相接地故障時(shí)，與阻尼電阻串聯(lián)的反并聯(lián)晶閘管一直處于關(guān)斷狀態(tài)，該系統(tǒng)包括：

微處理器，其與反并聯(lián)晶閘相連；所述微處理器被配置為：控制反并聯(lián)晶閘管短時(shí)觸發(fā)導(dǎo)通，進(jìn)而產(chǎn)生擾動(dòng)信號(hào)；所述擾動(dòng)信號(hào)包括擾動(dòng)電壓信號(hào)和擾動(dòng)電流信號(hào)；

信號(hào)采集裝置，其用于采集故障線路始端的含有擾動(dòng)信號(hào)的電信號(hào)以及不含有擾動(dòng)信號(hào)的電信號(hào)并傳送至故障測(cè)距處理器；

故障測(cè)距處理器，其被配置為：

采用相鄰周波相減的方法來(lái)提取擾動(dòng)信號(hào)；

對(duì)提取的擾動(dòng)信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換分析，根據(jù)擾動(dòng)電壓和擾動(dòng)電流在頻域內(nèi)的線性關(guān)系，得到帶并聯(lián)阻尼調(diào)匝式消弧線圈單相接地故障在不同頻率下的等效阻抗數(shù)據(jù)；

將不同頻率下等效阻抗數(shù)據(jù)與帶并聯(lián)阻尼調(diào)匝式消弧線圈的單相接地故障的等效阻抗表達(dá)式聯(lián)立來(lái)構(gòu)建方程組，求解方程組即可得到故障距離。

本發(fā)明的該系統(tǒng)不需要測(cè)量系統(tǒng)的正負(fù)零序信號(hào)，只需要提取故障線路的擾動(dòng)電壓信號(hào)和擾動(dòng)電流信號(hào)，這在實(shí)際測(cè)量中可以大大加快數(shù)據(jù)的采集速度，并且不需要使用迭代法計(jì)算，使得故障測(cè)距過(guò)程對(duì)實(shí)時(shí)性要求嚴(yán)格，縮短了計(jì)算時(shí)間，保證了故障測(cè)距過(guò)程的實(shí)時(shí)性，而且本發(fā)明在得到數(shù)據(jù)的同時(shí)，只需將數(shù)據(jù)整理即可算出故障距離。

進(jìn)一步地，所述故障測(cè)距處理器，還被配置為：

構(gòu)建帶并聯(lián)阻尼調(diào)匝式消弧線圈的單相接地故障模型；

再根據(jù)電阻等于電壓與電流的比值，計(jì)算單相接地故障模型的等效阻抗表達(dá)式。

本發(fā)明利用測(cè)量的擾動(dòng)電壓和擾動(dòng)電流，以及構(gòu)建的帶并聯(lián)阻尼調(diào)匝式消弧線圈的單相接地故障模型，能夠快速準(zhǔn)確地求解出單相接地故障模型的等效阻抗表達(dá)式。

進(jìn)一步地，所述故障測(cè)距處理器，還被配置為：對(duì)不同頻率下的等效阻抗數(shù)據(jù)進(jìn)行冗余處理。

對(duì)不同頻率下的等效阻抗數(shù)據(jù)進(jìn)行冗余處理，保證了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，提高了故障距離計(jì)算的精度。

進(jìn)一步地，所述故障測(cè)距處理器，還被配置為：采用最小二乘法對(duì)不同頻率下的等效阻抗數(shù)據(jù)進(jìn)行冗余處理。利用最小二乘法能夠最大化準(zhǔn)確地處理數(shù)據(jù)冗余，提高計(jì)算阻抗的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。

進(jìn)一步地，所述故障測(cè)距處理器，還被配置為：在故障線路出口端采用相鄰周波相減的方法來(lái)提取擾動(dòng)信號(hào)。

在故障線路出口端可采用相鄰周波相減的方法提取擾動(dòng)電壓和擾動(dòng)電流信號(hào)，即通過(guò)含有擾動(dòng)信號(hào)的波形與不含有擾動(dòng)信號(hào)的正常波形相減，即可將疊加在背景波形上的擾動(dòng)提取出來(lái)。該信號(hào)提取方法本質(zhì)上是一種非線性濾波，它可將背景中的各種周期性干擾濾除，進(jìn)而保證擾動(dòng)提取的準(zhǔn)確性。

進(jìn)一步地，所述故障測(cè)距處理器還與顯示屏相連，所述顯示屏用于顯示故障距離。

進(jìn)一步地，所述故障測(cè)距處理器還與服務(wù)器相連，所述服務(wù)器與遠(yuǎn)程監(jiān)控終端相連。這樣使得遠(yuǎn)程監(jiān)控人員也能夠通過(guò)遠(yuǎn)程監(jiān)控終端實(shí)時(shí)獲取故障測(cè)距處理器計(jì)算出的故障距離。

本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明不需要測(cè)量系統(tǒng)的正負(fù)零序信號(hào)，只需要提取故障線路的擾動(dòng)電壓信號(hào)和擾動(dòng)電流信號(hào)，這在實(shí)際測(cè)量中可以大大加快數(shù)據(jù)的采集速度，并且不需要使用迭代法計(jì)算，使得故障測(cè)距方法對(duì)實(shí)時(shí)性要求嚴(yán)格，縮短了計(jì)算時(shí)間，保證了故障測(cè)距方法的實(shí)時(shí)性，而且本發(fā)明在得到數(shù)據(jù)的同時(shí)，只需將數(shù)據(jù)整理即可算出故障距離。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的一種帶并聯(lián)阻尼調(diào)匝式消弧線圈單相接地故障電路圖；

圖2是采用相鄰周波相減的方法來(lái)提取擾動(dòng)信號(hào)的示意圖；

圖3是帶并聯(lián)阻尼調(diào)匝式消弧線圈的單相接地故障模型；

圖4是本發(fā)明的一種帶并聯(lián)阻尼調(diào)匝式消弧線圈單相接地故障測(cè)距方法流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明：

本發(fā)明所涉及的帶并聯(lián)阻尼調(diào)匝式消弧線圈為并聯(lián)連接電感以及阻尼電阻，如圖1所示。當(dāng)帶并聯(lián)阻尼調(diào)匝式消弧線圈的單相接地故障時(shí)，與阻尼電阻串聯(lián)的反并聯(lián)晶閘管一直處于關(guān)斷狀態(tài)，鑒于電力電子開(kāi)關(guān)的可控性，此時(shí)若控制關(guān)斷的晶閘管短時(shí)觸發(fā)導(dǎo)通，等效于將阻尼電阻短時(shí)投入運(yùn)行，進(jìn)而引起故障饋線電壓、電流隨之發(fā)生輕微擾動(dòng)，通過(guò)在饋線出口端對(duì)該擾動(dòng)的檢測(cè)與分析即可計(jì)算故障點(diǎn)的距離。

本發(fā)明的處理對(duì)象是“帶并聯(lián)阻尼調(diào)匝式消弧線圈”，從工程實(shí)用性來(lái)說(shuō)，本發(fā)明專(zhuān)利產(chǎn)生擾動(dòng)的方法要比對(duì)比文件所用的方法簡(jiǎn)單，不需要對(duì)電力電子器件進(jìn)行復(fù)雜的控制即可滿足要求工程上的要求。

本發(fā)明采用諧波阻抗測(cè)量技術(shù)將線路始端的擾動(dòng)電壓電流信號(hào)進(jìn)行快速傅里葉分析得到系統(tǒng)諧波阻抗數(shù)據(jù)，根據(jù)系統(tǒng)諧波阻抗的表達(dá)式與得到的數(shù)據(jù)用數(shù)學(xué)方法計(jì)算得到故障距離。

一、帶并聯(lián)阻尼調(diào)匝式消弧線圈單相接地故障測(cè)距方法

圖4是本發(fā)明的一種帶并聯(lián)阻尼調(diào)匝式消弧線圈單相接地故障測(cè)距方法流程圖。

如圖4所示的帶并聯(lián)阻尼調(diào)匝式消弧線圈單相接地故障測(cè)距方法，具體包括：

步驟1：利用微處理器來(lái)控制反并聯(lián)晶閘管短時(shí)觸發(fā)導(dǎo)通，進(jìn)而產(chǎn)生擾動(dòng)信號(hào)；所述擾動(dòng)信號(hào)包括擾動(dòng)電壓信號(hào)和擾動(dòng)電流信號(hào)。

本發(fā)明通過(guò)對(duì)電力電子器件的控制，可實(shí)現(xiàn)對(duì)擾動(dòng)信號(hào)的產(chǎn)生時(shí)間和幅值的控制，提高了信號(hào)可辨識(shí)度。

其中，微處理器可以為單片機(jī)或可編程邏輯控制器。

步驟2：在故障線路出口端提取擾動(dòng)信號(hào)。

故障線路的出口端也就是故障線路的始端。

在故障線路出口端可采用相鄰周波相減的方法提取擾動(dòng)電壓和擾動(dòng)電流信號(hào)，即通過(guò)含有擾動(dòng)信號(hào)的波形與不含有擾動(dòng)信號(hào)的正常波形相減，即可將疊加在背景波形上的擾動(dòng)提取出來(lái)，如圖2所示。該信號(hào)提取方法本質(zhì)上是一種非線性濾波，它可將背景中的各種周期性干擾濾除，進(jìn)而保證擾動(dòng)提取的準(zhǔn)確性。

步驟3：對(duì)提取的擾動(dòng)信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換分析，根據(jù)擾動(dòng)電壓和擾動(dòng)電流在頻域內(nèi)的線性關(guān)系，得到帶并聯(lián)阻尼調(diào)匝式消弧線圈單相接地故障在不同頻率下的等效阻抗數(shù)據(jù)。

由于產(chǎn)生的擾動(dòng)信號(hào)含有豐富的頻率成分，利用其可得到故障饋線在多個(gè)頻率下的頻域特性，進(jìn)而求得多個(gè)頻率下故障點(diǎn)距母線的距離。

為了保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，提高了故障距離計(jì)算的精度，本發(fā)明還對(duì)不同頻率下的等效阻抗數(shù)據(jù)進(jìn)行冗余處理。

優(yōu)選地，本發(fā)明采用最小二乘法對(duì)不同頻率下的等效阻抗數(shù)據(jù)進(jìn)行冗余處理。利用最小二乘法能夠最大化準(zhǔn)確地處理數(shù)據(jù)冗余，提高計(jì)算阻抗的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。

本發(fā)明還可以采用其他的現(xiàn)有的方法對(duì)不同頻率下的等效阻抗數(shù)據(jù)進(jìn)行冗余處理。

步驟4：將不同頻率下等效阻抗數(shù)據(jù)與帶并聯(lián)阻尼調(diào)匝式消弧線圈的單相接地故障的等效阻抗表達(dá)式聯(lián)立來(lái)構(gòu)建方程組，求解方程組即可得到故障距離。

具體地，在所述步驟4中的帶并聯(lián)阻尼調(diào)匝式消弧線圈的單相接地故障的等效阻抗表達(dá)式的求取過(guò)程為：

構(gòu)建帶并聯(lián)阻尼調(diào)匝式消弧線圈的單相接地故障模型；

再根據(jù)電阻等于電壓與電流的比值，計(jì)算單相接地故障模型的等效阻抗表達(dá)式。

本發(fā)明利用測(cè)量的擾動(dòng)電壓和擾動(dòng)電流，以及構(gòu)建的帶并聯(lián)阻尼調(diào)匝式消弧線圈的單相接地故障模型，能夠快速準(zhǔn)確地求解出單相接地故障模型的等效阻抗表達(dá)式。

帶并聯(lián)阻尼調(diào)匝式消弧線圈的單相接地故障模型如圖3所示。

其中：M表示故障線路始端，F(xiàn)表示線路上單相接地故障發(fā)生點(diǎn)，表示故障相始端的擾動(dòng)電壓，表示流過(guò)故障相的擾動(dòng)電流，表示故障點(diǎn)F的擾動(dòng)對(duì)地電壓，表示流過(guò)接地電阻的擾動(dòng)電流，L_line表示基波頻率下線路的單位電感，X_C表示基波頻率下單位分布電容，R_f表示接地電阻，x表示故障距離。

在圖3中，基于擾動(dòng)電壓和擾動(dòng)電流在頻域內(nèi)的線性關(guān)系獲得其在各次頻率下的等效阻抗。設(shè)U_m(ω)和I_m(ω)分別為擾動(dòng)電壓、電流信號(hào)和經(jīng)快速傅立葉變換后角頻率為ω的分量，則無(wú)源線性系統(tǒng)在角頻率ω下的等效阻抗Z_m(ω)為：

根據(jù)計(jì)算模型可知等效阻抗表達(dá)式為：

本發(fā)明的該方法不需要測(cè)量系統(tǒng)的正負(fù)零序信號(hào)，只需要提取故障線路的擾動(dòng)電壓信號(hào)和擾動(dòng)電流信號(hào)，這在實(shí)際測(cè)量中可以大大加快數(shù)據(jù)的采集速度，并且不需要使用迭代法計(jì)算，使得故障測(cè)距方法對(duì)實(shí)時(shí)性要求嚴(yán)格，縮短了計(jì)算時(shí)間，保證了故障測(cè)距方法的實(shí)時(shí)性，而且本發(fā)明在得到數(shù)據(jù)的同時(shí)，只需將數(shù)據(jù)整理即可算出故障距離。

二、帶并聯(lián)阻尼調(diào)匝式消弧線圈單相接地故障測(cè)距系統(tǒng)

本發(fā)明的一種帶并聯(lián)阻尼調(diào)匝式消弧線圈單相接地故障測(cè)距系統(tǒng)，包括：

(1)微處理器，其與反并聯(lián)晶閘相連；所述微處理器被配置為：控制反并聯(lián)晶閘管短時(shí)觸發(fā)導(dǎo)通，進(jìn)而產(chǎn)生擾動(dòng)信號(hào)；所述擾動(dòng)信號(hào)包括擾動(dòng)電壓信號(hào)和擾動(dòng)電流信號(hào)。

本發(fā)明通過(guò)對(duì)電力電子器件的控制，可實(shí)現(xiàn)對(duì)擾動(dòng)信號(hào)的產(chǎn)生時(shí)間和幅值的控制，提高了信號(hào)可辨識(shí)度。

其中，微處理器可以為單片機(jī)或可編程邏輯控制器。

(2)信號(hào)采集裝置，其用于采集故障線路始端的含有擾動(dòng)信號(hào)的電信號(hào)以及不含有擾動(dòng)信號(hào)的電信號(hào)并傳送至故障測(cè)距處理器。

信號(hào)采集裝置包括電流互感器和電壓互感器，分別用來(lái)采集故障線路上的電壓信號(hào)和電流信號(hào)。其中，采集的故障線路上的電壓信號(hào)和電流信號(hào)包括含有擾動(dòng)信號(hào)的電信號(hào)以及不含有擾動(dòng)信號(hào)的電信號(hào)。

(3)故障測(cè)距處理器，其被配置為：

在故障線路出口端提取擾動(dòng)信號(hào)；其中，可以采用相鄰周波相減的方法來(lái)提取擾動(dòng)信號(hào)；

對(duì)提取的擾動(dòng)信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換分析，根據(jù)擾動(dòng)電壓和擾動(dòng)電流在頻域內(nèi)的線性關(guān)系，得到帶并聯(lián)阻尼調(diào)匝式消弧線圈單相接地故障在不同頻率下的等效阻抗數(shù)據(jù)；

將不同頻率下等效阻抗數(shù)據(jù)與帶并聯(lián)阻尼調(diào)匝式消弧線圈的單相接地故障的等效阻抗表達(dá)式聯(lián)立來(lái)構(gòu)建方程組，求解方程組即可得到故障距離。

在具體實(shí)施過(guò)程中，故障測(cè)距處理器可以采用CPU或其他現(xiàn)有型號(hào)的處理器來(lái)實(shí)現(xiàn)。

具體地，在故障線路出口端可采用相鄰周波相減的方法提取擾動(dòng)電壓和擾動(dòng)電流信號(hào)，即通過(guò)含有擾動(dòng)信號(hào)的波形與不含有擾動(dòng)信號(hào)的正常波形相減，即可將疊加在背景波形上的擾動(dòng)提取出來(lái)，如圖2所示。該信號(hào)提取方法本質(zhì)上是一種非線性濾波，它可將背景中的各種周期性干擾濾除，進(jìn)而保證擾動(dòng)提取的準(zhǔn)確性。

由于產(chǎn)生的擾動(dòng)信號(hào)含有豐富的頻率成分，利用其可得到故障饋線在多個(gè)頻率下的頻域特性，進(jìn)而求得多個(gè)頻率下故障點(diǎn)距母線的距離。

為了保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，提高了故障距離計(jì)算的精度，本發(fā)明還對(duì)不同頻率下的等效阻抗數(shù)據(jù)進(jìn)行冗余處理。

優(yōu)選地，本發(fā)明采用最小二乘法對(duì)不同頻率下的等效阻抗數(shù)據(jù)進(jìn)行冗余處理。利用最小二乘法能夠最大化準(zhǔn)確地處理數(shù)據(jù)冗余，提高計(jì)算阻抗的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。

帶并聯(lián)阻尼調(diào)匝式消弧線圈的單相接地故障模型如圖3所示。

其中：M表示故障線路始端，F(xiàn)表示線路上單相接地故障發(fā)生點(diǎn)，表示故障相始端的擾動(dòng)電壓，表示流過(guò)故障相的擾動(dòng)電流，表示故障點(diǎn)F的擾動(dòng)對(duì)地電壓，表示流過(guò)接地電阻的擾動(dòng)電流，L_line表示基波頻率下線路的單位電感，X_C表示基波頻率下單位分布電容，R_f表示接地電阻，x表示故障距離。

在圖3中，基于擾動(dòng)電壓和擾動(dòng)電流在頻域內(nèi)的線性關(guān)系獲得其在各次頻率下的等效阻抗。設(shè)U_m(ω)和I_m(ω)分別為擾動(dòng)電壓、電流信號(hào)和經(jīng)快速傅立葉變換后角頻率為ω的分量，則無(wú)源線性系統(tǒng)在角頻率ω下的等效阻抗Z_m(ω)為：

根據(jù)計(jì)算模型可知等效阻抗表達(dá)式為：

本發(fā)明利用測(cè)量的擾動(dòng)電壓和擾動(dòng)電流，以及構(gòu)建的帶并聯(lián)阻尼調(diào)匝式消弧線圈的單相接地故障模型，能夠快速準(zhǔn)確地求解出單相接地故障模型的等效阻抗表達(dá)式。

進(jìn)一步地，故障測(cè)距處理器還與顯示屏相連，顯示屏用于顯示故障距離。

進(jìn)一步地，故障測(cè)距處理器還與服務(wù)器相連，服務(wù)器與遠(yuǎn)程監(jiān)控終端相連。這樣使得遠(yuǎn)程監(jiān)控人員也能夠通過(guò)遠(yuǎn)程監(jiān)控終端實(shí)時(shí)獲取故障測(cè)距處理器計(jì)算出的故障距離。

本發(fā)明的該系統(tǒng)不需要測(cè)量系統(tǒng)的正負(fù)零序信號(hào)，只需要提取故障線路的擾動(dòng)電壓信號(hào)和擾動(dòng)電流信號(hào)，這在實(shí)際測(cè)量中可以大大加快數(shù)據(jù)的采集速度，并且不需要使用迭代法計(jì)算，使得故障測(cè)距過(guò)程對(duì)實(shí)時(shí)性要求嚴(yán)格，縮短了計(jì)算時(shí)間，保證了故障測(cè)距過(guò)程的實(shí)時(shí)性，而且本發(fā)明在得到數(shù)據(jù)的同時(shí)，只需將數(shù)據(jù)整理即可算出故障距離。

上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。