一种新型单相接地故障判断系统及其工作方法技术方案

技术编号:15544006 阅读:27 留言:0更新日期:2017-06-05 14:25
一种新型单相接地故障判断系统及其工作方法,涉及一种电力系统的接地故障判断。由于我国配电网线路采用小电流接地运行方式,配电网系统本身的运行情况状态复杂多变,系统中发生单相接地故障时的故障电气特征量不明显,造成故障线路及位置判断困难。本发明专利技术包括:设于线路上的智能开关,其与主站通讯连接,用于判定该线路是否发生单相接地故障,当发生接地故障时,及时向主站报告和/或向设定的运行检修人员手机发送故障信息;所述的智能开关包括采用小波方法判断单相接地故障的单相接地故障判断模块、用于通讯的通讯模块、用于实现线路通断的开关模块;所述的通讯模块与主站之间通过无线或有线网络相连。本技术方案判断准确性达到100%,且稳定性好。

A new type of single phase grounding fault diagnosis system and its working method

The invention relates to a novel single-phase ground fault judgment system and a working method thereof, relating to a ground fault judgment of an electric power system. Because the distribution network line in China with the small current grounding distribution network system itself running state of complex system fault occurred in the electrical characteristics of single phase grounding fault was not caused by the fault line and to determine the location of difficulties. The present invention includes: the intelligent switch is arranged on the line, the connection with the master communication, to determine whether the line single-phase grounding fault, when grounding fault occurs, timely report to the master and / or maintenance personnel to send mobile phone fault information set; intelligent switch which comprises using wavelet method of judgment for the module, communication module, communication module is used to switch the on-off circuit of the single-phase grounding fault of single-phase grounding fault; communication module between the master station and connected through wireless or wired network. The accuracy of the technical proposal is up to 100%, and the stability is good.

【技术实现步骤摘要】
一种新型单相接地故障判断系统及其工作方法
本专利技术涉及一种电力系统的接地故障判断,尤其是一种单相接地故障判断系统及其工作方法。
技术介绍
在配电网馈线自动化系统流程中,线路故障判断是最关键的一环,配电网线路故障分为两大类:短路故障与单相接地故障。短路故障的判断与切除相对比较容易,实际运行中该故障的继保设备与功能也已比较完善,但不足之处在于对于大多数配电网系统,仍采用开断站内开关切除整条故障线路的方式来消除故障,停电影响范围较大。需要在线路上利用带自动化功能的开关将故障区段隔离出来停电,其它正常部分及时恢复供电。对于单相接地故障,由于我国配电网线路采用小电流接地运行方式,加之配电网系统本身的运行情况状态复杂多变,系统中发生单相接地故障时的故障电气特征量不明显,造成故障线路及位置判断困难,这也使得小电流接地系统的配电网单相接地故障成为多年困扰我国配电网运行的难题之一。如果能找到一种较为可靠的单相接地故障判断方法,并应用到线路开关中去,从而使得系统在发生单相接地故障时,线路上紧临故障区段的开关能够做出准确响应、判断、自动切除相应故障区段,并将故障信息发送给运行与检修人员进行现场处理,可大幅提高配电网供电可靠性。当前我国城市地区配电网已多采用地下电缆或者架空绝缘导线形式,线路发生短路与单相接地故障的概率相对较低。而在农村以及山地地区,出于经济性考虑,仍主要使用架空裸导线方式铺设线路,平时由于各种自然或者人为原因的事故等,单相接地事故较多,尤其在山地地区,在冬季风雪或者夏季雷暴天气情况下,很容易接连发生线路单相接地情况,部分单相接地还会进一步恶化为短路故障,而故障发生时恶劣的天气条件往往又不适合外出巡线检修,只能先将整条线路停电等待天气转好才能开始检修;如果能实现故障区段的自动切除与隔离,山区用户供电可靠性将会有明显的提高。因此,研究山区配电网馈线自动化应用,具有重要的实际意义与价值。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进,提供一种新型单相接地故障判断系统及其工作方法,以实现对配电网架空线路单相接地故障的准确判断为目的。为此,本专利技术采取以下技术方案。一种新型单相接地故障判断系统,包括:设于线路上的智能开关,其与主站通讯连接,用于判定该线路是否发生单相接地故障,当发生接地故障时,及时向主站报告和/或向设定的运行检修人员手机发送故障信息;所述的智能开关包括采用小波方法判断单相接地故障的单相接地故障判断模块、用于通讯的通讯模块、用于实现线路通断的开关模块;所述的通讯模块与主站之间通过无线或有线网络相连。作为对上述技术方案的进一步完善和补充,本专利技术还包括以下附加技术特征。进一步的,所述的单相接地故障判断模块采用小波方法分析单相接地故障暂态过程中的频谱突变特征信息,得到一系列的突变数据,将这些多个特征量的突变量、突变方式归入一个属性判断集合,在这个集合中应用非定项属性决策原则,即根据频谱不同位置突变值选取不同的有效判据属性,判断所在线路是否发生接地故障。一种新型单相接地故障判断系统的单相接地故障判断方法,其特征在于包括以下步骤:1)智能开关采集零序电压与零序电流;2)判断零序电压是否升高,若存在零序电压升高,则进入步骤3);否则,返回步骤1)继续采集;3)取出零序电压升高前后零序电流数据;4)对零序电压升高前后零序电流数据采用小波函数进行高低频分解;5)找出突变点,计算突变点附近高低频分量比值;6)判断是否有超过设定数量比例过阈值,若有,则判定该条线路出现单向接地故障,否则,返回步骤1)继续采集。作为对上述技术方案的进一步完善和补充,本专利技术还包括以下附加技术特征。进一步的,在步骤4)中,采用db4-db8小波函数或db4-db9小波函数对零序电流的进行高低频分解。进一步的,在采用db4-db8小波函数对零序电流的进行高低频分解后,得到小波高频值,其与该工频周期内小波其它段高频值平均值进行比较,得到一个倍数,当所有倍数值均超过判断故障的阈值时,则判断该智能开关所在线路为单相接地故障线路;否则认为该智能开关所在线路为非单相接地故障线路。进一步的,在步骤6)中,判断标准为:是否有超过三个比例过阈值,若有,则判定该条线路出现单向接地故障,否则,返回步骤1)继续采集。进一步的,离散小波定义如下式所示:式中,为小波函数Ψ(t)的共轭;f(t)为连续的有限信号。进一步的,运用小波方法分析单相接地故障暂态过程中的频谱突变特征信息,会得到一系列的突变数据,这些频谱突变有多个属性特征的变化,将这些多个特征量的突变量、突变方式归入一个属性判断集合,在这个集合中应用非定项属性决策原则,即根据频谱不同位置突变值选取不同的有效判据属性,判断所在线路是否发生接地故障,从而实现是否为该条线路发生接地故障的判断。进一步的,当步骤6)判定该条线路出现单向接地故障后,延时以消除暂时性单向接地故障后,智能开关分闸。有益效果:本技术方案基于时频谱突变原理,提出了一种利用小波变换提取突变特征量,运用非定项属性决策原则,进行单相接地故障施行判断方法。其单相接地故障判断准确性达到100%,且稳定性好。附图说明图1是本专利技术流程图。图2是本专利技术单相接地故障判断试验系统图。图3是本专利技术线路1故障开关1小波高频分析结果波形图。图4是本专利技术线路2故障时开关1小波高频分析结果波形图。图5(a)、5(b)、5(c)、5(d)为某四级分段开关分段的短路故障动作分析示意图。具体实施方式以下结合说明书附图对本专利技术的技术方案做进一步的详细说明。本专利技术提出了一种新型单相接地故障判断系统,其包括设于线路上的智能开关,其与主站通讯连接,用于判定该线路是否发生单相接地故障,当发生接地故障时,及时向主站报告和/或向设定的运行检修人员手机发送故障信息;所述的智能开关采用小波方法判断单相接地故障的单相接地故障判断模块、用于通讯的通讯模块、用于实现线路通断的开关模块;所述的通讯模块与主站之间通过无线或有线网络相连。其中,单相接地故障判断模块采用小波方法分析单相接地故障暂态过程中的频谱突变特征信息,得到一系列的突变数据,将这些多个特征量的突变量、突变方式归入一个属性判断集合,在这个集合中应用非定项属性决策原则,即根据频谱不同位置突变值选取不同的有效判据属性,判断所在线路是否发生接地故障。本技术方案要通过在试点变电站出线口上的普通柱上开关更换为带有该单相接地判断功能的智能柱上开关,实现了对单相接地故障的准确判断,为配电网馈线自动化的实现提供了关键设备,具有重要的实际应用价值。以下结合附图对本实施例的原理、方法作进一步的说明:1基于小波理论的单相接地故障判断1.1单向接地故障判断原理小电流接地配电网正常运行时,不会出现零序电压、零序电流。而当系统中发生单相接地故障时,就会出现零序电压、零序电流,其中零序电压、零序电流从无到有是一个突变信号量,也包括其频谱也会发生突变,这个突变在故障线路与非故障线中不相同,因此可以用于判断是否出现单相接地、同时判定何相出现单相接地故障。但是这个频谱特征的突变,受限于时间窗口过于窄小,单纯傅立叶窗频谱分析效果并不好。小波对突变点的敏感特征适用于这种频谱突变的分析,可以利用小波变换算法将该频谱突变特征突出展现出来。1.2小波理论小本文档来自技高网
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一种新型单相接地故障判断系统及其工作方法

【技术保护点】
一种新型单相接地故障判断系统,其特征在于包括:设于线路上的智能开关,其与主站通讯连接,用于判定该线路是否发生单相接地故障,当发生接地故障时,及时向主站报告和/或向设定的运行检修人员手机发送故障信息;所述的智能开关包括采用小波方法判断单相接地故障的单相接地故障判断模块、用于通讯的通讯模块、用于实现线路通断的开关模块;所述的通讯模块与主站之间通过无线或有线网络相连。

【技术特征摘要】
1.一种新型单相接地故障判断系统,其特征在于包括:设于线路上的智能开关,其与主站通讯连接,用于判定该线路是否发生单相接地故障,当发生接地故障时,及时向主站报告和/或向设定的运行检修人员手机发送故障信息;所述的智能开关包括采用小波方法判断单相接地故障的单相接地故障判断模块、用于通讯的通讯模块、用于实现线路通断的开关模块;所述的通讯模块与主站之间通过无线或有线网络相连。2.根据权利要求1所述的一种新型单相接地故障判断系统,其特征在于:所述的单相接地故障判断模块采用小波方法分析单相接地故障暂态过程中的频谱突变特征信息,得到一系列的突变数据,将这些多个特征量的突变量、突变方式归入一个属性判断集合,在这个集合中应用非定项属性决策原则,即根据频谱不同位置突变值选取不同的有效判据属性,判断所在线路是否发生接地故障。3.采用权利要求1所述的一种新型单相接地故障判断系统的单相接地故障判断方法,其特征在于包括以下步骤:1)智能开关采集零序电压与零序电流;2)判断零序电压是否升高,若存在零序电压升高,则进入步骤3);否则,返回步骤1)继续采集;3)取出零序电压升高前后零序电流数据;4)对零序电压升高前后零序电流数据采用小波函数进行高低频分解;5)找出突变点,计算突变点附近高低频分量比值;6)判断是否有超过设定数量比例过阈值,若有,则判定该条线路出现单向接地故障,否则,返回步骤1)继续采集。4.根据权利要求3所述的一种新型单相接地故障判断方法,其特征在于:在步骤4)中,采用db4-db8...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈蕾阙波邵学俭周浩苏毅方徐重酉刘笑园陈振海韩威唐伯华
申请(专利权)人:国网浙江省电力公司浙江华云信息科技有限公司
类型:发明
国别省市:浙江,33

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