一种基于PMU的配电网混合故障测距方法及装置

本发明公开了一种基于PMU的配电网混合故障测距方法及装置，该装置是在变电站内设置有信息处理子站，在主干线的各分段开关上均安装有馈线终端装置（FTU），在每条分支线的首端安装有故障指示器（FI），同时在变电站及主干线末端各安装有一台同步相量测量装置（PMU），两侧的PMU均通过GPS接收器与卫星进行实时通讯并将故障前后的电气量信息传输到信息处理子站，FTU和FI通过无线通信通道与变电站子站相连接。本发明在先定段后测距的基础上，采用了基于PMU的混合故障测距法来进行配电网精确的故障测距，即将基于PMU的双端同步相量法和单端阻抗法结合，排除了伪故障点的问题，实现较高精度的故障测距。

1.一种基于PMU的配电网混合故障测距方法，其特征在于：在配电网的各个分支首端安装故障指示器（FI），在主干线各个分段开关安装馈线终端装置（FTU），在变电站和主干线末端各安装一台同步相量测量装置（PMU），通过基于GPS信号的PMU对配电网故障前后电压、电流进行同一时标下的量测，并提供时标统一的相位和幅值信息，得到全网任意两个节点之间的相角差；这样，当配电网发生故障时，故障回路中各个分段开关处的FTU和FI会有故障电流流过而产生报警信号，并将该报警信号上传到变电站子站，再通过逻辑判断得出相应的故障区段或故障分支，若故障区段在变电站与N母线之间，则采用基于变电站和N处同步量测的双端同步相量法测量出故障点到变电站的距离；若故障发生在分支馈线，则采用基于双端PMU的单端阻抗法测量出故障点到变电站的距离。
2.根据权利要求1所述的基于PMU的配电网混合故障测距方法，其特征在于：所述的主干线的故障测距是基于变电站和N处安装的PMU测量得到的故障前后同步电气量，利用对称分量法进行故障前后电气量的相模变换，得到相互独立的三序相分量，将PMU测得的故障后电气量减去正常情况下的电气量得到故障分量。
3.根据权利要求1所述的基于PMU的配电网混合故障测距方法，其特征在于：所述的双端同步相量法是直接利用正序故障分量即可实现所有故障类型的故障定位，并不需要事先知道故障发生相，且不受故障电阻的影响，保证了主干线故障测距的精确性。
4.根据权利要求1所述的基于PMU的配电网混合故障测距方法，其特征在于：所述的单端阻抗法是利用故障时故障区段上游节点处的电压和电流三序分量即可实现所有故障类型定位。
5.根据权利要求3或4所述的基于PMU的配电网混合故障测距方法，其特征在于：所述的故障类型包括单相接地短路故障、两相相间短路故障、两相接地短路故障和三相短路故障。
6.一种由权利要求1～5任意一项所述的方法构建的基于PMU的配电网混合故障测距装置，包括变电站、与变电站连接的主干线以及连接在主干线上的分支线，其特征在于：在变电站内设置有信息处理子站，在主干线的各分段开关上均安装有馈线终端装置（FTU），在每条分支线的首端安装有故障指示器（FI），同时在变电站和主干线末端处安装有同步相量测量装置（PMU），两侧的PMU通过GPS 与卫星进行实时通讯并将故障前后的电气量信息传输到信息处理子站，同时FTU和FI通过无线通信通道与信息处理子站连接。
7.根据权利要求6所述的基于PMU的配电网混合故障测距装置，其特征在于：对于10KV多分支的辐射型配电网络，只需在变电站和主干线末端各装设一台同步相量测量装置PMU即可实现配电馈线精确的故障测距。