一种基于广义差动的配电网单相接地故障选线和定位方法技术

本发明专利技术公开了一种基于广义差动的配电网单相接地故障选线和定位方法，包括：如果出现母线单相电压降低，其余两相电压升高的情况，则启动单相故障选线和定位，对零序电流互感器进行编号，将收集到的对应数据中每条出线首末零序电流互感器上传的零序电流数据进行比较，根据比较结果确定故障线路；将选出的故障线路上两两相邻零序电流互感器的上传数据采用向内紧缩微调法分别进行比较，根据比较结果确定故障位置；将故障选线与故障定位结果进行展示。本发明专利技术有益效果：在不增加设备情况下实现配电网单相接地故障选线并定位，解决了以往故障选线方法灵敏度、可靠性低和消弧线圈过补偿选线失效的弊端，减少接地试拉带来的供电中断。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种配电网故障选线和定位领域，特别涉及一种基于广义差动的配电网单相接地故障选线和定位方法。
技术介绍
电力系统实际运行中约95％以上的停电事故发生在配电网，其中70％的事故由单相接地或母线故障引发。而现有国内外学者对故障选线做了大量工作，已经研究出的选线原理主要可以分成两大类：基于稳态信号的故障选线原理和基于暂态信号的故障选线原理，之后又提出多种智能算法。中性点非有效接地系统发生单相接地故障时，由于接地残流小，故障特征不明显，且受负荷谐波干扰及选线方法自身局限性等因素制约，现有故障选线方法正确率不高：实际运行中仅20％-30％，理想情况下也仅为70％-90％。零序电流幅值比较法利用故障线路零序电流幅值比非故障线路大的特点选择故障线路,该方法系统运行多变的情况下易误选、多选或漏选。为此一些专家提出了群体比幅比相法，但单一群体比较方案仍存在死区。幅值法的致命问题是无法适用于谐振接地电网，由于电网中消弧线圈补偿电流的存在，往往使故障线路电流幅值小于非故障线路，零序电流方向法也同样存在此问题。基于暂态量的故障选线方法，受系统运行方式影响小且灵敏度高，但单相接地故障状况复杂，故障状况不同，产生的故障特征量在数值上、变化规律上相差悬殊，故障电流很小，难以保证测量精度，现场的电磁干扰以及工频负荷电流干扰使检出的故障成分信噪比非常低。目前，已提出多种暂态量算法来弥补缺陷，但目前无法满足现场运行需要，仍然需要监控人员不得不用依次试拉各出线开关的方法来确定接地线路。架空线故障定位已经在中性点直接接地系统中利用故障测距定位，电缆故障定位则需将电缆脱离供电系统后进行试验定位。配电网中，小电流接地系统发生单相接地故障时，规程规定可继续运行1～2h，目前没有很好的方法解决，只能通过大量巡线人员同时巡线以尽快查出故障点。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了解决上述问题，提出了一种基于广义差动的配电网单相接地故障选线和定位方法，该方法定义的广义差动为不要求时间严格对时的差动保护，在不增加设备情况下实现配电网单相接地故障选线并定位，解决以往故障选线方法灵敏度、可靠性低和消弧线圈过补偿选线失效的弊端，减少接地试拉带来的供电中断。为实现上述目的，本专利技术的具体方案如下：一种基于广义差动的配电网单相接地故障选线和定位方法，包括：(1)实时检测配电网母线电压，如果出现母线单相电压降低，其余两相电压升高的情况，则启动单相故障选线和定位，进入下一步；(2)分别接收安装在变电站主开关和线路分界开关上的零序电流互感器采集到的零序电流数据；(3)对零序电流互感器进行编号，将收集到的对应数据中每条出线首末零序电流互感器上传的零序电流数据进行比较，根据比较结果确定故障线路；(4)将选出的故障线路上两两相邻零序电流互感器的上传数据采用向内紧缩微调法分别进行比较，根据比较结果确定故障位置；(5)将故障选线与故障定位结果进行展示。进一步地，所述步骤(3)中，将站内出线主开关的零序电流互感器定义为#1零序电流互感器，并依次定义分界开关处零序电流互感器为#2到#N零序电流互感器。进一步地，所述步骤(3)中，根据比较结果确定故障线路的具体方法为：如果某条线路中流过首个零序电流互感器的零序电流相位与流过最后一个零序电流互感器的零序电流相位之差的绝对值大于或者等于整定值，则判断该条线路为故障线路。进一步地，所述步骤(4)中，根据比较结果确定故障位置的具体方法为：如果故障线路中流过#n零序电流互感器的零序电流相位与流过#n+1零序电流互感器的零序电流相位之差的绝对值大于或者等于整定值，则确定故障位置定位在线路#n和#n+1零序电流互感器之间。进一步地，所述步骤(4)中，比较故障线路第1个和第Nk个零序电流互感器的电流方向，若两者电流方向相同，则比较故障线路第1个和第Nk+1个零序电流互感器的电流方向，直至找到与第1个零序电流互感器的电流方向相反的第Nx个零序电流互感器为止。进一步地，所述步骤(4)中，采用向内紧缩微调法分别进行比较，具体方法为：分别从故障线路第1个和第Nx个零序电流互感器两端向内依次紧缩加减1个号码，比较第1+k个零序电流互感器与第Nx-k个零序电流互感器的零序电流方向：1)如果两者零序电流方向相反，且1+k+1＝Nx-k，则故障定位在第1+k和Nx-k零序电流互感器之间；其中，2)如果两者零序电流方向相反，且1+k+2＝Nx-k，则分别比较第1+k+1个与第Nx-k个零序电流互感器的零序电流方向以及第1+k个与Nx-k-1个零序电流互感器的零序电流方向：如果第1+k+1个与第Nx-k个零序电流互感器的零序电流方向相反，则故障定位在第1+k+1和Nx-k零序电流互感器之间；其中，如果第1+k个与Nx-k-1个零序电流互感器的零序电流方向相反，则故障定位在第1+k和Nx-k-1零序电流互感器之间；其中，进一步地，所述步骤(4)中，采用向内紧缩微调法分别进行比较，具体方法为：分别从故障线路第1个和第Nx个零序电流互感器两端向内依次紧缩加减1个号码，比较第1+k个零序电流互感器与第Nx-k个零序电流互感器的零序电流方向；如果两者零序电流方向相同，则分别比较第1+k个与第Nx-k+1个零序电流互感器的零序电流方向以及第1+k-1个与第Nx-k个零序电流互感器的零序电流方向；如果第1+k个与第Nx-k+1个零序电流互感器的零序电流方向相反，则故障定位在第1+k和Nx-k+1零序电流互感器之间；如果第1+k-1个与第Nx-k个零序电流互感器的零序电流方向相反，则故障定位在第1+k-1和Nx-k零序电流互感器之间；其中，[]为取整符号。进一步地，如果没有选出故障线路，则输出选线错误指令；如果选出故障线路，却无法定位，输出定位错误指令。本专利技术的有益效果：本专利技术采用广义差动方法，不要求时间严格对时的差动保护，并利用现有的配网自动化中零序CT和无线传输资源，将零序CT进行编号，#1到#N，通过比较每条出线第一个和最后一个零序电流方向进行故障选线，比较故障线路相邻零序CT电流方向，进行故障定位，并定义向内紧缩微调法提高定位速度。该方法在不增加设备情况下实现配电网单相接地故障选线并定位，解决了以往故障选线方法灵敏度、可靠性低和消弧线圈过补偿选线失效的弊端，减少接地试拉带来的供电中断。并将故障定位在零序电流方向相反的相邻的两个零序CT之间，减小巡线工作量，提高事故处理效率。附图说明图1为基于广义差动的配电网单相接地故障选线系统图；图2为系统A相接地时的电压向量图；图3为基于广义差动的配电网单相接地故障定位系统图；图4为基于广义差动的配电网单相接地故障选线和定位流程图；图5为基于广义差动的配电网单相接地故障选线和定位示意图。具体实施方式：下面结合附图对本专利技术进行详细说明：基于广义差动原理的小电流故障选线系统图如图1所示，在小电流接地系统中，正常运行情况下，三相对地有相同的电容C0，在相电压作用下，每相都有一超前于相电压90°的电容电流流入大地，三相电容电流之和等于零，故零序电流为零。假设A相发生单相接地短路，在接地点处A相对地电压为零，对地电容被短接，电容电流为零，而其它两相的对地电压升高倍，相量关系如图2所示。零序电流为：且故障点两侧零序电流方向相反。基于广义差动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于广义差动的配电网单相接地故障选线和定位方法，其特征是，包括：(1)实时检测配电网母线电压，如果出现母线单相电压降低，其余两相电压升高的情况，则启动单相故障选线和定位，进入下一步；(2)分别接收安装在变电站主开关和线路分界开关上的零序电流互感器采集到的零序电流数据；(3)对零序电流互感器进行编号，将收集到的对应数据中每条出线首末零序电流互感器上传的零序电流数据进行比较，根据比较结果确定故障线路；(4)将选出的故障线路上两两相邻零序电流互感器的上传数据采用向内紧缩微调法分别进行比较，根据比较结果确定故障位置；(5)将故障选线与故障定位结果进行展示。

【技术特征摘要】
1.一种基于广义差动的配电网单相接地故障选线和定位方法，其特征是，包括：(1)实时检测配电网母线电压，如果出现母线单相电压降低，其余两相电压升高的情况，则启动单相故障选线和定位，进入下一步；(2)分别接收安装在变电站主开关和线路分界开关上的零序电流互感器采集到的零序电流数据；(3)对零序电流互感器进行编号，将收集到的对应数据中每条出线首末零序电流互感器上传的零序电流数据进行比较，根据比较结果确定故障线路；(4)将选出的故障线路上两两相邻零序电流互感器的上传数据采用向内紧缩微调法分别进行比较，根据比较结果确定故障位置；(5)将故障选线与故障定位结果进行展示。2.如权利要求1所述的一种基于广义差动的配电网单相接地故障选线和定位方法，其特征是，所述步骤(3)中，将站内出线主开关的零序电流互感器定义为#1零序电流互感器，并依次定义分界开关处零序电流互感器为#2到#N零序电流互感器。3.如权利要求1所述的一种基于广义差动的配电网单相接地故障选线和定位方法，其特征是，所述步骤(3)中，根据比较结果确定故障线路的具体方法为：如果某条线路中流过首个零序电流互感器的零序电流相位与流过最后一个零序电流互感器的零序电流相位之差的绝对值大于或者等于整定值，则判断该条线路为故障线路。4.如权利要求1所述的一种基于广义差动的配电网单相接地故障选线和定位方法，其特征是，所述步骤(4)中，根据比较结果确定故障位置的具体方法为：如果故障线路中流过#n零序电流互感器的零序电流相位与流过#n+1零序电流互感器的零序电流相位之差的绝对值大于或者等于整定值，则确定故障位置定位在线路#n和#n+1零序电流互感器之间。5.如权利要求1所述的一种基于广义差动的配电网单相接地故障选线和定位方法，其特征是，所述步骤(4)中，比较故障线路第1个和第Nk个零序电流互感器的电流方向，若两者电流方向相同，则比较故障线路第1个和第Nk+1个零序电流互感器的电流方向，直至找到与第1个零序电流互感器的电流方向相反的第Nx个零序电流互感器为止。6.如权利要求5所述的一种基于广义差动的配电网单相接地故障选线和定位方法，其特征是，所述步骤(4)中，采用向内紧缩微调...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄海丽，周扬，杨文佳，李玉志，林勇，吴金玉，晋飞，刘晓亮，刘贯红，刘忠辉，唐敏，卢晓惠，宋战慧，卢怡含，王君安，温国强，杨君仁，辛翠芹，马献丽，杨坤，宋圣兰，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司潍坊供电公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：山东;37