专利名称：用于输电线路故障测距和故障定位的电源装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电力系统领域，特别涉及一种用于输电线路故障测距和故障定位 的电源装置。
背景技术：
发电厂产生的电能，一般是由输电线路(包括架空线和电力电缆)输送到用户的。 当输电线路绝缘损坏时，为避免故障扩大，供电部门通常会停止故障线路的供电，查找故障 点，更换故障部件，排除故障后恢复供电。由于输电线路较长，停电以后，故障现象也随即 消失，人工查找故障点比较困难而且费时较长。所以，在电网停电以后，用人工方式重现故 障状态，计算故障距离，对故障追踪定位，缩短故障排除时间，提高电网供电质量，有重要意 义。中国专利0327U99. 5提出了一种“直流开路，交流寻踪”的方法。故障线路停电 后，利用高压直流发生器将故障点重新击穿，再注入交流信号，用探测器沿线路寻踪，直至 找到故障点。实际上，仅有高的电压是不够的，没有足够的电流支撑，被击穿的故障点很 快又回复到高阻状态，交流信号无法注入。以10千伏线路为例，重新击穿故障点通常需要 15000伏高压，维持故障状态约需要5安电流。按传统方法设计，高压直流发生器容量将达 到75千瓦。若用于更高电压等级的线路，高压直流发生器功率容量将更大，成本也更高， 工程上难于实现。另一方面，当故障点重新击穿时，其等效负载阻抗突然大幅度下降，会对 高压直流发生器造成很大的冲击。传统方法设计的高压直流发生器，将难于承受冲击而损 坏。。

实用新型内容本实用新型针对现有技术的不足，提出一种用于输电线路故障测距和故障定位的 电源装置。一种用于输电线路故障测距和故障定位的电源装置，由两个或两个以上的小功率 直流电流发生器组合而成，各个小功率直流电流发生器的参数配备不同有的能输出高电 压，但输出电流较小；有的能输出大电流，但输出电压较低，组合方式可以是串联方式、并联 方式或混合联接方式，各个小功率直流电流发生器根据不同的工作状态分时轮换工作。引发线路故障通常需要很高的电压，故障发生后，维持稳定的故障状态，需要较大 的电流，相应的电压却很低。根据线路故障的这一特点，可以将传统的高压直流发生器分成 两个或两个以上的小功率电流发生器，这些小功率电流发生器的性能各不相同有的用于 产生高电压，但输出电流较小，其作用是用高电压引发线路故障；有的用于产生大电流，但 输出电压较低，其作用是用大电流维持稳定的故障状态。这样的多个小功率电流发生器按 一定的方式连接在一起，既能产生很高的电压，重新击穿故障点，又能提供较大的电流，维 持稳定的故障状态，为故障点测距和故障点寻踪定位创造条件。以10千伏线路为例，可设 计两个小功率电流发生器。一个小功率电流发生器的基本指标设计为电压15000伏，电流0. 5安，容量为7. 5千瓦，该小功率电流发生器可简称为高压小电流发生器；另一个小功率 电流发生器的基本指标设定为电压1500伏，电流5安，容量为7. 5千瓦，该小功率电流发 生器可简称为低压大电流发生器；两个小功率电流发生器组合在一起，满足引发和维持线 路故障的条件，总容量只有15千瓦，比用单一的高压直流发生器容量要小得多，工程上更 容易实现。由于各个小功率电流发生器的作用不同，在实际工作过程中，它们的投运时间可 以各不相同。例如，当线路故障未被引发时，投运高压小电流发生器，低压大电流发生器暂 停工作。当线路故障被引发后，投运低压大电流发生器，高压小电流发生器暂停工作。只要 转换速度足够快，就能维持稳定的故障状态。由于两个小功率电流发生器轮换工作，实际消 耗的最大功率只有7. 5千瓦。更进一步，由于两个小功率电流发生器轮换工作，在电路设计 上，可以共用控制电路和部分功率电路，进一步简化电路设计，降低成本。高压直流电流的产生，通常先用变压器将电压较低的交流电压升高，然后用二极 管整流电路或倍压电路将交流变为直流。只要参数合适，多个不同电压等级的整流电路可 以直接(或者用二极管作隔离元件)并联在一起，也可以直接串联在一起。多个小功率直 流电流发生器组合在一起后，用转换开关(包括机械开关或电子开关)进行切换，可实现各 个小功率直流电流发生器分时轮换工作。转换开关的安装位置可以在变压器的低压侧，也 可以在高压侧。由于高压转换开关的成本相对较高，通常选择在低压侧安装转换开关。电源装置必须能耐受负载阻抗突变的冲击，实验表明，用直流斩波恒流电路和逆 变电路组合在一起，能很好的解决冲击问题。输电线路在击穿之前，会有一定的泄漏电流，为确保故障点能重新击穿，并能维持 足够的时间，以便顺利地切换到低压大电流工作状态，高压小电流发生器的输出电流应大 于100毫安。低压大电流发生器的输出电流越大，越能维持稳定的故障状态，通常设定输出电 流大于1安。为得到更多的线路故障信息，通常需要在直流电流上叠加一个或数个特定频率的 交流信号。此时，只要在低压大电流发生器的电流控制回路中的任何一个环节，特别是在电 流给定直流量上，叠加特定频率的交流分量，可使输出的直流电流中包含有特定频率的交 流电流分量。通过测量线路中的交流电流和交流电压分量，可以计算故障距离和沿线寻踪 定位，也可以设计两个以上的小功率电流发生器，设计的小功率电流发生器越多，各个 小功率电流发生器的指标设定就可以越细，所需的最大功率消耗就越低，缺点是导致电路 设计变得复杂。

图1是本实用新型实施例1的结构示意图。图2是本实用新型实施例2的结构示意图。
具体实施方式
图1是本实用新型实施例1的结构示意图，采用电子开关转换。图中，功率开关 管Q0、电抗器L及其他相应的电子元件组成直流斩波恒流电路，保证后续电路的工作电流稳定，即使在负载突然短路的情况下，工作电流也不会超过额定的数值。六个功率开关管 Q1-Q6组成两个分时轮换工作的逆变电路。当Q3、Q4、Q5和Q6工作时，Ql和Q2截止，变压 器Tl工作，经过整流电路后，最大输出电压15000V，最大输出电流0. 5A，用于重新击穿故障 点。当Ql、Q2、Q3和Q4工作时，Q5和Q6截止，变压器T2工作，经过整流电路后，最大输出 电压1500V，最大输出电流5A，用于维持稳定的故障状态。输出电路组合为并联方式，二极 管Dl起隔离作用，防止高压电压传到低压电路，通常是由多个二极管串联而成。 图2是本实用新型实施例2的结构示意图，采用机械开关转换。图中，功率开关 管Q0、电抗器L及其他相应的电子元件组成直流斩波恒流电路，保证后续电路的工作电流 稳定，即使在负载突然短路的情况下，工作电流也不会超过额定的数值。4个功率开关管 Q1-Q4组成一个全桥逆变电路。继电器Kl完成高压小电流和低压大电流工作状态切换。当 继电器Kl连接到变压器Tl时，电路最大输出电压15000V，最大输出电流0. 5A，用于重新击 穿故障点。当继电器Kl连接到变压器T2时，电路最大输出电压1500V，最大输出电流5A， 用于维持稳定的故障状态。电路组合为并联方式，二极管Dl起隔离作用，防止高压电压传 到低压电路，通常是由多个二极管串联而成。
权利要求1.一种用于输电线路故障测距和故障定位的电源装置，由两个或两个以上的小功率直 流电流发生器组合而成，其特征是各个小功率直流电流发生器的参数配备不同，各个小功 率直流电流发生器根据不同的工作状态分时轮换工作。
2.根据权利要求1所述的用于输电线路故障测距和故障定位的电源装置，其特征是 用转换开关进行切换，实现各个小功率直流电流发生器分时轮换工作。
3.根据权利要求1或2所述的用于输电线路故障测距和故障定位的电源装置，其特征 是用直流斩波恒流电路和逆变电路组合在一起。
4.根据权利要求1或2所述的用于输电线路故障测距和故障定位的电源装置，其特征 是高压小电流发生器的输出电流大于100毫安，低压大电流发生器的输出电流大于1安。
5.根据权利要求1或2所述的用于输电线路故障测距和故障定位的电源装置，其特征 是在低压大电流发生器的电流控制回路中的任何一个环节，特别是在电流给定直流量上， 叠加特定频率的交流分量，使输出的直流电流中包含有特定频率的交流电流分量。
专利摘要本实用新型涉及一种用于输电线路故障测距和故障定位的电源装置，属于电力系统领域。用两个或两个以上的小功率电流发生器，组合成一个高电压直流电流发生器，各小功率电流发生器通过转换开关分时轮换工作，有的产生足够高的电压，重新击穿线路故障点，有的输出足够大的电流维持稳定的故障状态，为故障测距和故障寻踪定位创造条件。和传统技术相比，本实用新型功率容量小，耗电省，可靠性高，容易实现和制造。
文档编号G01R31/08GK201898373SQ20102053958
公开日2011年7月13日 申请日期2010年9月25日 优先权日2010年9月25日
发明者黄洪全 申请人:黄洪全