一种中性点不接地电网单相接地故障选线的方法技术

本发明专利技术涉及一种中性点不接地电网单相接地故障选线的方法，其特征在于，包括：步骤1，实时监测配电网的零序电压U0，判断系统出现的零序电压是否大于0.15倍母线额定电压UN；步骤2，若大于，启动选线装置记录故障后1/2工频周期的零序电流数据，若不大于，返回步骤1；步骤3，将采集的各条线路的零序电流数据进行频数分布；步骤4，根据频数分布得到的数据，计算各条线路的频数分布值，依据频数分布值选出故障线路。本方法不需要复杂的故障数据处理，直接利用故障发生后的原始故障数据进行选线，相比其它选线方法简单、可靠、准确、快速，并且易于工程实现。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力系统故障选线
，具体是一种中性点不接地电网单相接地故障选线的方法。
技术介绍
长期以来，国内外的专家学者对单相接地故障选线方法做了深入的研究。主要方法有基于稳态量的选线方法、基于暂态量的选线方法、智能化的选线方法、S注入法，这些选线方法都存在各自的选线局限。基于稳态量的选线方法由于接地故障特征微弱，稳态分量太小，很容易发生错选。基于暂态量的选线方法由于故障后的特征量难以准确充分提取、需要大量复杂的故障数据处理、受故障类型及故障发生时刻影响、易受干扰等因素，实际的应用效果并不理想。智能化的选线方法，理论上可以明显提高选线精度，但是需要复杂的数据处理，实际效果还有待检验。S注入法突破了传统选线理论，采用主动注入信号的方式进行故障选线，此种方法需额外增加设备，在接地电阻值太高时，注入信号比较微弱，难以检测，无法准确选出故障线路。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种可以利用故障发生后的原始故障数据进行中性点不接地配电网发生单相接地故障后的选线方法。为解决上述技术问题，作为本专利技术的一个方面，提供了一种中性点不接地系统发生单相接地故障的选线方法，其特征在于，包括：步骤1，实时监测配电网的零序电压U0，判断系统出现的零序电压是否大于0.15倍母线额定电压UN；步骤2，若大于，启动选线装置记录故障后首个1/2工频周期的零序电流数据，若不大于，返回步骤1；步骤3，将采集的各条线路的零序电流数据进行频数分布；步骤4，根据频数分布得到的数据，计算各条线路的频数分布值，依据频数分布值选出故障线路。进一步地，所述步骤3包括：步骤31，根据组距小于各条线路的零序电流最小值原则，确定组距，然后应用频数分布理论直接对各条线路的零序电流数据进行频数分布，求出零序电流数据的组数；步骤32，计算落入每个组距范围内的零序电流数据个数，即频数。进一步地，步骤31中各条线路零序电流数据的频数分布可用直方图进行直观表示，为了更清晰地表现频数分布直方图的趋势特征，可以将直方图中各个表示频数的长方形的中点依次连接起来，形成折线图，简称频数分布折线图。进一步地，所述步骤4包括：步骤41，根据频数分布得到的各条线路零序电流的组数与频数，利用贝塞尔公式计算各条线路的频数分布值；步骤42，比较各条线路的频数分布值，最小频数分布值对应的线路为故障线路。进一步地，所述方法还包括：此选线方法只需记录故障发生后首个1/2工频周期的零序电流数据，并且此选线方法利用的零序电流数据是不经过任何滤波、提取等数据处理的原始故障数据。进一步地，所述组距为零序电流的整体数据进行频数分布的基础。进一步地，所述组距由下式确定，只需组距小于所有线路零序电流的最小值：式中：I0.i为第i条线路的零序电流有效值；Uφ为相电压有效值；C0i为第i条线路的单相对地分布电容；ω为工频角频率。进一步地，所述频数分布值表征各条线路整体数据分布的离散程度。进一步地，所述频数分布值由下式确定：式中：n为零序电流数据的组数；Xi为第i个组数的零序电流数据个数，即频数；X为零序电流数据平均分布在每个组数中的个数。采用如上技术方案取得的有益效果为：本专利技术应用频数分布理论进行故障选线，避免了对数据进行滤波、提取等复杂的处理，计算量比较小，提高了选线的速度。再者最小频数分布值对应的线路为故障线路，故障判据简单，可以准确而高效地选出故障线路。附图说明图1为中性点不接地系统单相接地故障电流分布图；图2为本专利技术的流程图；图3为在不同故障初始角下各条线路的频数分布折线图；图4为在不同故障点位置下各条线路的频数分布折线图；图5为在不同接地故障电阻值下各条线路的频数分布折线图。具体实施方式以下对本专利技术的实施例进行详细说明，但是本专利技术可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。为了克服现有选线存在的局限，本专利提出的中性点不接地电网单相接地故障选线的方法充分利用故障发生后的原始故障数据进行选线，并且频数分布折线图显示了各条线路的零序电流数据的整体分布趋势，并根据贝塞尔公式计算的频数分布值进行选线。参考图1可得，在中性点不接地系统中发生单相接地故障后，故障线路的零序电流大小为所有非故障线路对地零序电流之和，非故障线路的零序电流大小为本身的对地电容电流，这一关系决定了故障线路与非故障线路的零序电流的整体数据分布的不同，应用频数分布理论可以进一步表征故障线路与非故障线路之间存在的关系所造成的数据整体分布的差异性。这是本专利技术的理论核心，下面详细说明本方法的具体实施步骤。参考图2，本专利技术提供了一种中性点不接地配电网发生单相接地故障后的故障选线方法，其特征在于，包括：步骤1，实时监测配电网的零序电压U0，判断系统出现的零序电压是否大于0.15倍母线额定电压UN；步骤2，若大于，启动选线装置记录故障后首个1/2工频周期的零序电流数据，若不大于，返回步骤1；步骤3，将采集的各条线路的零序电流数据进行频数分布；步骤4，根据频数分布得到的数据，计算各条线路的频数分布值，依据频数分布值选出故障线路。现有的故障选线方法，基本上都需要对数据进行大量复杂的处理，本专利技术通过步骤1-4，避免了对采样得到的零序电流数据进行大量复杂的数据处理，充分利用了故障后的波形信息，直接对故障数据进行频数分布处理，最后根据计算值选线。优选地，所述步骤3包括：步骤31，根据组距小于各条线路的零序电流最小值原则，确定组距，然后应用频数分布理论直接对各条线路的零序电流数据进行频数分布，求出零序电流数据的组数，具体组距计算公式，后面给出；步骤32，计算落入每个组距范围内的数据个数，即频数。步骤33，为了直观表现零序电流数据分布的趋势特征，可将各条线路零序电流数据的频数分布用直方图进行直观表示，为了更清晰地表现频数分布直方图的趋势特征，可以将直方图中各个表示频数的长方形的中点依次连接起来，形成折线图，简称频数分布折线图，更加清楚明白的分布零序电流数据分布。优选地，所述步骤4包括：步骤41，根据频数分布得到的组数与频数，利用贝塞尔公式计算各条线路的频数分布值，具体公式，后面给出；步骤42，比较各条线路的频数分布值，最小频数分布值对应的线路为故障线路。组距与频数分布值的详细求解如下，对采集的1/2工频周期的零序电流数据进行频数分布，首先要确定组距，只需组距小于所有线路零序电流的最小值，根据下式确定：式中：I0.i为第i条线路的零序电流有效值；Uφ为相电压有效值；Coi为第i条线路的单相对地分布电容；ω为工频角频率。根据频数分布得到的组数、频数，利用下列公式计算各条线路的频数分布值：式中：n为零序电流数据的组数；Xi为第i个组数的零序电流数据个数，即频数；X为零序电流数据平均分布在每个组数中的个数。以上所述，各条线路的频数分布折线图表现了数据的整体趋势，可以很容易确定故障线路。根据贝塞尔公式计算的频数分布值进行故障选线，最小频数分布值对应的线路为故障线路，可以很准确地确定故障线路。下面，为了全面验证本专利技术方法的正确性，在不同故障状况下进行选线验证，如不同故障初相角、不同接地故障电阻值、不同故障点位置，还要考虑故障线路以及故障线路的不同故障相的影响。仿真结果参考图2，利用MATLAB建立中性点不接地系统单相接地故障仿真模型，该配电网的母线电压为10.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种中性点不接地电网单相接地故障选线的方法，其特征在于，包括：步骤1，实时监测配电网的零序电压U0，判断系统出现的零序电压是否大于0.15倍母线额定电压UN；步骤2，若大于，启动选线装置记录故障后首个1/2工频周期的零序电流数据，若不大于，返回步骤1；步骤3，将采集的各条线路的零序电流数据进行频数分布；步骤4，根据频数分布得到的数据，计算各条线路的频数分布值，依据频数分布值选出故障线路。

【技术特征摘要】
1.一种中性点不接地电网单相接地故障选线的方法，其特征在于，包括：步骤1，实时监测配电网的零序电压U0，判断系统出现的零序电压是否大于0.15倍母线额定电压UN；步骤2，若大于，启动选线装置记录故障后首个1/2工频周期的零序电流数据，若不大于，返回步骤1；步骤3，将采集的各条线路的零序电流数据进行频数分布；步骤4，根据频数分布得到的数据，计算各条线路的频数分布值，依据频数分布值选出故障线路。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3包括：步骤31，根据组距小于各条线路的零序电流最小值原则，确定组距，然后应用频数分布理论直接对各条线路的零...

【专利技术属性】
技术研发人员：于群，陈志慧，曹娜，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：山东;37