一种基于电压电流向量的配电线路断线监测方法及装置，应用于电网系统为三相三线制且中性点不接地或不直接接地系统，在线路的监测点安装断线监测装置，断线监测装置通过周期性三相同步采样配电线路的三相线电压波形、三相电流波形，计算出同一时刻的三相线电压、三相电流的有效值和相位角；通过分别计算、比较三相线电压有效值中最大电压同最小、次小电压之和的比例关系，及最小、次小电压的相位差数值关系，判断监测点的上侧线路是否发生单相断线故障；通过比较负序电流与正序电流的比例关系，判断监测点的上侧或下侧线路是否发生单相断线故障；计算零序电流数值，判断监测点的下侧线路是否发生单相接地故障。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种基于电压电流向量的配电线路断线监测方法及装置。
技术介绍
已有的配电线路断线监测技术都是假定配电网的电源侧电压三相对称、假定配电 网三相负载对称的前提条件下，通过电压幅值（或有效值）、电流幅值（或有效值）的变化 情况作为判断依据来识别配电线路的单相断线故障，但配电网实际运行时，并不总是满足 三相对称运行状态。因此，基于电压幅值（或有效值）、电流幅值（或有效值）作为判断依 据的单相断线故障识别判定方法误判概率高，电压幅值法只适用于断线故障点在测量装置 上侧情况，如果断线故障点在监测点下侧，电压法失效；电压法无法识别单相断线是否同时 有单相接地故障；电流幅值法既适用于断线故障点在测量装置上侧，也适用于断线故障点 在监测点下侧的情况，但电流法信号不一定明显，配电线路负载不对称情况下误判概率高， 轻载情况下易漏判误判，线路空载时无法判定，线路轻载时故障判断准确度受单相接地电 流影响很大。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种可适应各种断线情况实现线路断 线准确判断的基于电压电流向量的配电线路断线监测方法及装置。 本专利技术的目的通过如下技术方案来实现： -种基于电压电流向量的配电线路断线监测方法，应用于电网系统为三相三线制 且中性点不接地或不直接接地系统，包括如下步骤： (1)、数据采集： 在监测点周期性同步采集三相线电压波形、三相线电流波形，计算、统计相同时刻 的各相线电压向量的有效值、相位角，记作【主权项】1. 一种基于电压电流向量的配电线路断线监测方法，应用于电网系统为三相三线制且 中性点不接地或不直接接地系统，包括如下步骤： (1) 、数据采集： 在监测点周期性同步采集三相线电压波形、三相线电流波形，计算、统计相同时刻的各 相线电压向量的有效值、相位角，记作 Oab=UabZ<Pab Obc=H Uca=Uc Ζφω 计算、统计相同时刻的各相线电流向量的有效值、相位角，记作 h = (2) 、断线判断： A、 比较线电压有效值大小，区分出电压有效值数据最大值、最小值和 中间值并分别赋值给变量Umax、Umin、Umid，分别对应代表最大相、最小相和次小相电压；比较 ΦΛ、Φι。、相位角之间的关系，计算其相邻两相之间的相位角差Φ i= Φ Φ2 = Φ^Φι。、Φ3= Φ ，根据电压比较的结果，将线电压次小相与最小相的相位差绝对值 赋值给系数Θ ;如果三相线电压的最大、最小、次小相电压有效值之间的关系满足 U --max_> 并且，线电压次小相与最小相之间相位差值满足 Θ ^ Sdx 则监测点上侧线路发生单相断线故障，断线相为电压最大相的超前相； 其中，Udx和θ dx为根据电网系统性质设定的整定值； B、 计算三相电流的对称分量，包括正序电流为A =+(丨+ +?乂）负序电流为 Λ = 零序电流为(之+厶+之). ^ ·> ， i2 . 计算S = I |/u|数值，当1/^0时，如果ε 时，则判定监测点附近线路必然发生单 相断线故障；如果ε <1时，则判定监测点附近线路可能发生单相不接地断线故障； 如果ε < ejt，则判定监测点附近发生单相不接地断线故障可能性较低； L 计算S = I |/e|数值，当|/。|>0时，如果ε彡1时，则判定监测点附近线路必然发生 单相接地断线故障；如果edx< ε时，则判定监测点附近线路可能发生单相接地断线故 障；如果ε < ￡(1!￡时，则判定监测点附近发生单相断线可能性较低，但线路存在单相接地故 障； 其中，εdx为根据电网系统性质设定的整定值。2. 根据权利要求1所述的一种基于电压电流向量的配电线路断线监测方法，其特征在 于：所述断线判断步骤还包括单相接地故障的判断，具体如下： 当|A>h 〇即采集的三相线电流向量和应为接近于零数值，则 如果I之+Λ+Α|<心,/则监测点下侧线路不存在单相接地故障； 如果I之+Λ+之卜7,%则监测点下侧线路存在单相接地故障，u为根据电网系统性质 设定的整定值。3. 根据权利要求2所述的一种基于电压电流向量的配电线路断线监测方法，其特征在 于：针对6kV、10kV、20kV或35kV电压等级的电网系统，所述I jd为2A-10A。4. 根据权利要求1或2或3所述的一种基于电压电流向量的配电线路断线监测方法， 其特征在于：针对6kV、10kV、20kV或35kV电压等级的电网系统，所述y dx为0. 8-0. 9，Θ dx 为 55-65。，ε dx为 0.4-0. 6。5. 根据权利要求4所述的一种基于电压电流向量的配电线路断线监测方法，其特征在 于：针对61^、1〇1^、2〇1^或351^电压等级的电网系统，所述4(1!￡为〇.866，0 (1!￡为6〇°，6(1!￡ 为 0· 5〇6. 根据权利要求1或2或3所述的一种基于电压电流向量的配电线路断线监测方法， 其特征在于：还包括在数据采集之后和断线判断之前的数据校验步骤，该数据校验步骤用 于校验电压向量数据和电流向量数据是否正常，保证后续断线判断的准确性，所述数据校 验步骤包括，如果满足关系式则线电压数据校验通过，如果满足关 系式「(Κ^4;)+(|Λ卜4;)+(|尤卜4i)p2则电流数据校验通过，其中，U jy为允许误差的 L J 5 最大值，Iini可保证断线判断准确率的最小值。7. 根据权利要求6所述的一种基于电压电流向量的配电线路断线监测方法，其特征在 于：所述数据校验步骤还包括前序判断：如果所采集计算出的线电压或线电流有效值数据 极小，其数据采集精度与区分度难以满足判断要求，则将该项线电压或线电流向量数值记 作〇,即线电压K卜。或匕《〇或线电流（或|Λ卜〇或K卜〇. 如果三相线电压或三相线电流的有效值数值都为0,则表明配电线路停电或采集装置 本身发生故障，不执行后续的电压、电流校验步骤，也不执行后续相应的根据电压向量或电 流向量作为判据的单线断线故障判断步骤，如果线电压均不为0,但三相线电流有效值均小 于或等于Iini，则线路为空载状态或接近空载状态，采用电流有效值和电流相位法失效，因 此不执行后面的电流校验步骤，也不执行后面根据电流向量作为判据的单线断线故障判断 步骤。8. -种基于电压电流向量的配电线路断线监测装置，设置在电网系统的断线监测点， 其特征在于：包括电源模块、处理器、电压采集电路、电流采集电路、电压互感器和电流互感 器，电压互感器包括输出端分别与电压采集电路的输入端连接的AB线电压互感器、BC线电 压互感器和CA线电压互感器；电流互感器包括输出端分别与电流采集电路的输入端连接 的A相电流互感器、B相电流互感器和C相电流互感器；电压采集电路和电流采集电路均包 括有调理电路和A/D转换电路；处理器通过数据线路分别与电压采集电路和电流采集电路 连接；处理器还通过同步信号线路分别与电流采集电路和电压采集电路连接，可定时发出 同步采集脉冲信号启动电压采集电路、电流采集电路进行电压、电流的同步采集。9. 根据权利要求8所述的一种基于电压电流向量的配电线路断线监测装置，其特征本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于电压电流向量的配电线路断线监测方法，应用于电网系统为三相三线制且中性点不接地或不直接接地系统，包括如下步骤：(1)、数据采集：在监测点周期性同步采集三相线电压波形、三相线电流波形，计算、统计相同时刻的各相线电压向量的有效值、相位角，记作U·bc=Ubc∠φbc]]>U·ca=Uca∠φca]]>计算、统计相同时刻的各相线电流向量的有效值、相位角，记作I·a=Ia∠φa]]>I·b=Ib∠φb]]>I·c=Ic∠φc]]>(2)、断线判断：A、比较线电压有效值大小，区分出电压有效值数据最大值、最小值和中间值并分别赋值给变量Umax、Umin、Umid，分别对应代表最大相、最小相和次小相电压；比较φab、φbc、φca相位角之间的关系，计算其相邻两相之间的相位角差φ1＝φbc‑φab、φ2＝φca‑φbc、φ3＝φab‑φca，根据电压比较的结果，将线电压次小相与最小相的相位差绝对值赋值给系数θ；如果三相线电压的最大、最小、次小相电压有效值之间的关系满足μ=UmaxUmin+Umid≥μdx]]>并且，线电压次小相与最小相之间相位差值满足θ≤θdx则监测点上侧线路发生单相断线故障，断线相为电压最大相的超前相；其中，μdx和θdx为根据电网系统性质设定的整定值；B、计算三相电流的对称分量，包括正序电流为负序电流为I·2=13(I·a+α2I·b+αI·c),]]>零序电流为I·0=13(I·a+I·b+I·c);]]>计算数值，当时，如果ε≈1时，则判定监测点附近线路必然发生单相断线故障；如果εdx≤ε＜1时，则判定监测点附近线路可能发生单相不接地断线故障；如果ε＜εdx时，则判定监测点附近发生单相不接地断线故障可能性较低；计算数值，当时，如果ε≥1时，则判定监测点附近线路必然发生单相接地断线故障；如果εdx≤ε时，则判定监测点附近线路可能发生单相接地断线故障；如果ε＜εdx时，则判定监测点附近发生单相断线可能性较低，但线路存在单相接地故障；其中，εdx为根据电网系统性质设定的整定值。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王成楷，苏志龙，王金泽，
申请(专利权)人：王金泽，
类型：发明
国别省市：福建;35
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