配电网小电阻单相接地故障定位方法及配电终端技术

本发明专利技术涉及一种配电网小电阻单相接地故障定位方法及配电终端。所述配电网小电阻单相接地故障定位方法，包括如下步骤：采集配电线路两端的零序电压和零序电流；对所述零序电压和零序电流进行采样后再进行傅里叶变换；计算零序电压与零序电流的有效值及零序电压与零序电流之间的角度值；判断所述角度值是否在预设范围内，若是，则确定为故障区。本发明专利技术提供的配电网小电阻单相接地故障定位方法及配电终端，实现了对故障位置进行精准定位，大大减少了电力公司运维排查的工作量，提高了故障处理效率，极大程度的缩短了用户停电时间。

Method for locating small resistance single-phase earth fault of distribution network and distribution terminal

The invention relates to a method for locating a small resistance single-phase grounding fault in a distribution network and a power distribution terminal. The distribution network of small resistance of single phase grounding fault location method, which comprises the following steps: zero sequence voltage and current sampling distribution lines at both ends of the; of the zero sequence voltage and current sampling after Fourier transform; calculation of zero sequence current and voltage effective value and zero sequence current and voltage value of the angle; whether the angle value is in the preset range, if it is determined to be fault zone. The invention provides a low resistance phase to ground fault location in distribution network and distribution terminal, realizes the accurate location of the fault location, greatly reducing the workload of the investigation power company operation, improve the efficiency of the fault treatment, greatly shorten the outage time.

【技术实现步骤摘要】
配电网小电阻单相接地故障定位方法及配电终端
本专利技术涉及配电网
，尤其涉及一种配电网小电阻单相接地故障定位方法及配电终端。
技术介绍
今年来，随时经济的迅速发展，各大城市的10KV配电网主要采用地下电缆，使得对地电流电容大大增加。如果采用传统的消弧线圈接地，则需要较大的补偿容量，成本较高。且由于10KV配电网线路在运行中操作较多，消弧线圈的分接头及时调整有困难，容易出现谐振过电压现象。为了解决该问题，目前一般城市的变电站采用了中性点经小电阻接地方式，同时有效避免了因单相接地故障引发的相间短路事故。对于小电阻单相接地故障的定位方法目前主要采用零序定位法，所述零序定位法主要是根据故障时系统电气量所呈现出来的特征及规律确定故障发生的位置。但是，随着配电网的不断改造与配电自动化系统的实施，接地故障的特征检测不再局限在线路首端。变电站出线(即馈线)已被分段开关区段化，每个开关安装处对应一个线路节点，出线断路器和线路分段开关均装设有自动化监控设备：馈线终端单元(FTU、DTU)。但是发现，在采用传统的零序定位法在负荷重载的小电阻单相接地系统中，经常出线故障区段误判的现象。究其原因，是因为对于小电阻接地配电网，尤其是重载的10KV配电线路，正常情况下负荷电流能达到150A，而安装在各负荷开关处的配电自动化终端零序过流告警值通常仅为60A或120A，故而，造成了故障地点的误判。因此，如何准确的判定配电网小电阻单相接地故障的具体位置，提高解决故障的效率，是目前亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种配电网小电阻单相接地故障定位方法及配电终端，用以解决配电网小电阻单相接地故障定位不准确的问题，提高故障处理效率，节约人力成本。为了解决上述问题，本专利技术提供了一种配电网小电阻单相接地故障定位方法，包括如下步骤：采集配电线路两端的零序电压和零序电流；通过模拟数字转换器对所述零序电压和零序电流进行采样；对经采样的零序电压和零序电流进行傅里叶变换；计算所述零序电压与所述零序电流的有效值及所述零序电压与所述零序电流之间的角度值；判断所述零序电压与所述零序电流之间的角度值是否在预设范围内，若是，则确定为故障区。优选的，采用如下公式计算所述零序电压与所述零序电流之间的角度值：其中，U0表示零序电流，I0表示零序电压，表示零序电压与零序电流之间的角度。优选的，所述采集配电线路两端的零序电流和零序电压的具体步骤包括：在一次开关柜侧通过零序电流互感器采集配电线路两端的零序电流，并经二次侧的故障接地板传输至模拟数字转换器；在一次开关柜侧通过电子式电压传感器采集配电线路两端的零序电压，并变比后传输到二次侧的故障接地板上；位于故障接地板上的零序电压经电压跟随器隔离后进入差分放大器放大；对经差分放大器放大后的零序电压进行信号调理后输出至模拟数字转换器。优选的，所述变比为优选的，所述预设范围为175°～325°。本专利技术还提供了一种配电终端，包括：一次侧卡装式零序电流互感器：直接安装于进线间隔电缆，配电终端的故障接地板接收来自其转换后零序电流，用于将配电高压线路大电流变比成小电流，供配电终端采集；一次侧电子式电压传感器：配电终端的故障接地板接收来自其转换后零序电压，采用电容分压原理采集配电线路两端的零序电压；故障接地底板：配电终端的一块子板。作为控制器核心板、二次侧EVT隔离与调理模块、二次侧零序电流互感器、模拟数字转换器转换器在其上，一起完成单相接地判断的功能。并通过配电终端后端的背板，传输给通信子板上送后台；二次侧零序电流互感器：焊在故障接地底板之上，用于再次隔离采集卡装式零序电流互感器两端的零序电流，进入模拟数字转换器转换器；二次侧电子式电压传感器隔离与调理模块：故障接地底板上的插件，接收来自一次设备的电子式电压传感器的转换后的零序电压信号，进一步进行电压跟随器隔离后进入差分放大器放大，并对经差分放大器放大后的零序电压进行信号调理后，进入模拟数字转换器；模拟数字转换器：采集来自二次侧零序电流互感器与电子式电压传感器隔离与调理模块转换后的零序电流和零序电压；控制器核心板：故障接地底板上的插件，接收模拟数字转换器的零序电压与零序电流采样信号，并对经采样的零序电流和零序电压进行傅里叶变换，且计算所述零序电压与所述零序电流的有效值及所述零序电压与所述零序电流之间的角度值，用于判断所述零序电压与所述零序电流之间的角度值是否在预设范围内，若是，则确定为故障区。优选的，所述故障接地板上的控制器核心板插件对数据进行处理，所述采用如下公式计算所述零序电压与所述零序电流之间的角度值：其中，U0表示零序电压，I0表示零序电流，表示零序电压与零序电流之间的角度。优选的，所述零序电流互感器在一次开关柜侧通过零序电流互感器采集配电线路两端的零序电流，并经二次侧的故障接地板传输至模拟数字转换器；所述二次侧电子式电压传感器隔离与调理模块接收一次开关柜侧电子式电压传感器采集配电线路两端的零序电压，经电压跟随器隔离后进入差分放大器放大，并对经差分放大器放大后的零序电压进行信号调理后输出至模拟数字转换器。优选的，所述变比为优选的，所述预设范围为175°～325°。本专利技术提供的配电网小电阻单相接地故障定位方法及配电终端，通过同时测定配电线路两端的零序电流和零序电压，通过零序电流和零序电压之间的角度值对故障位置进行精准定位，大大减少了电力公司运维排查的工作量，提高了故障处理效率，极大程度的缩短了用户停电时间。附图说明附图1是本专利技术具体实施方式的配电网小电阻单相接地故障定位方法流程图；附图2是本专利技术具体实施方式的采集配电线路两端的零序电流和零序电压的具体步骤流程图；附图3是本专利技术具体实施方式的配电终端的结构示意图；附图4是本专利技术具体实施方式的配电终端的电路图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术提供的配电网小电阻单相接地故障定位方法及配电终端的具体实施方式做详细说明。本具体实施方式提供了一种配电网单相接地故障定位方法，附图1是本专利技术具体实施方式的配电网小电阻单相接地故障定位方法流程图。如图1所示，本专利技术所述的配电网单相接地故障定位方法包括如下步骤：步骤S11，采集配电线路两端的零序电压和零序电流。相较于传统的配电网小电阻单相接地故障的定位方法，本具体实施方式提出的故障定位方法，不仅采集配电线路两端的零序电流，而且对配电线路两端的零序电压也进行了采集。通过综合分析零序电流和零序电压，实现了对故障区段的准确定位。附图2是本专利技术具体实施方式的采集配电线路两端的零序电流和零序电压的具体步骤流程图，为了能够准确的采集零序电流和零序电压，且便于对采集的信号进行后续处理，优选的，所述采集配电线路两端的零序电流和零序电压的具体步骤包括：步骤S21，在一次开关柜侧通过零序电流互感器采集配电线路两端的零序电流，并经二次侧的故障接地板传输至模拟数字转换器(ADC)进行采集。其中，所述零序电流互感器优选采用精度较高、性能稳定、响应迅速的卡装式零序电流互感器。步骤S22，在一次开关柜侧通过电子式电压传感器(EVT)采集配电线路两端的零序电压，并变比后传输到二次侧的故障接地底板(FE)上。其中，所述电子式电压传感器具有体积小、动态响应好、性能稳定等优点。为了防止电压过高对设备的损害，且确保较高的定位精本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种配电网小电阻单相接地故障定位方法，其特征在于，包括如下步骤：采集配电线路两端的零序电压和零序电流；通过模拟数字转换器对所述零序电压和零序电流进行采样；对经采样的零序电压和零序电流进行傅里叶变换；计算所述零序电压与所述零序电流的有效值及所述零序电压与所述零序电流之间的角度值；判断所述零序电压与所述零序电流之间的角度值是否在预设范围内，若是，则确定为故障区。

【技术特征摘要】
1.一种配电网小电阻单相接地故障定位方法，其特征在于，包括如下步骤：采集配电线路两端的零序电压和零序电流；通过模拟数字转换器对所述零序电压和零序电流进行采样；对经采样的零序电压和零序电流进行傅里叶变换；计算所述零序电压与所述零序电流的有效值及所述零序电压与所述零序电流之间的角度值；判断所述零序电压与所述零序电流之间的角度值是否在预设范围内，若是，则确定为故障区。2.根据权利要求1所述的配电网小电阻单相接地故障定位方法，其特征在于，采用如下公式计算所述零序电压与所述零序电流之间的角度值：其中，U0表示零序电流，I0表示零序电压，表示零序电压与零序电流之间的角度。3.根据权利要求1所述的配电网小电阻单相接地故障定位方法，其特征在于，所述采集配电线路两端的零序电流和零序电压的具体步骤包括：在一次开关柜侧通过零序电流互感器采集配电线路两端的零序电流，并经二次侧的故障接地板传输至模拟数字转换器；在一次开关柜侧通过电子式电压传感器采集配电线路两端的零序电压，并变比后传输至到二次侧的故障接地底板上；位于故障接地底板上的零序电压经电压跟随器隔离后进入差分放大器放大；对经差分放大器放大后的零序电压进行信号调理后输出至模拟数字转换器。4.根据权利要求3所述的配电网小电阻单相接地故障定位方法，其特征在于，所述变比为5.根据权利要求1所述的配电网小电阻单相接地故障定位方法，其特征在于，所述预设范围为175°～325°。6.一种配电终端，其特征在于，包括：一次侧卡装式零序电流互感器：直接安装于进线间隔电缆，配电终端的故障接地板接收来自其转换后零序电流，用于将配电高压线路大电流变比成小电流，供配电终端采集；一次侧电子式电压传感器：配电终端的故障接地板接收来自其转换后零序电压，采用电容分压原理采集配电线路两端的零序电压；故障接地底板：配电终端的一块子板。作为控制器核心板、二次侧EVT隔离与调理模块、二...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐勇，杨川，赵季平，赵亮，詹昕，吴敏秀，陈艳，孙叶旭，汤定阳，王建微，
申请(专利权)人：国网江苏省电力公司扬州供电公司，珠海许继电气有限公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32