一种基于零序电流动态变化特征的单相接地故障选线方法技术

本发明专利技术涉及非有效接地配电网技术，具体涉及一种基于零序电流动态变化特征的单相接地故障选线方法，首先形成过补偿度为p1、0、‑p2三个条件下各馈线零序电流动态变化序列，然后利用相关系数法求取各馈线零序电流动态变化序列之间的相关度，与其他馈线相关度之和最小的馈线即为故障线路。该选线方法用于可靠确定经消弧线圈接地配电网发生单相接地故障的馈线，以克服调节消弧线圈以提高残流增量法接地故障选线动作可靠性的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于零序电流动态变化特征的单相接地故障选线方法
本专利技术属于非有效接地配电网
，尤其涉及一种基于零序电流动态变化特征的单相接地故障选线方法。
技术介绍
现有非有效接地配电网单相接地故障选线方法按照其利用信息的不同大致可分为2类：一是基于外加注入信号的故障选线方法；二是利用单相接地故障时的电气量变化特征进行故障选线，其又可分为基于故障稳态分量的故障选线法、基于故障暂态分量的故障选线法和综合选线方法。根据现场实际应用经验来看，基于故障稳态分量的残流增量法创造性地利用过补偿度调节这一动态过程实现故障选线，可在很小的接地故障电流条件下选出故障馈线，现场应用效果好。其基本原理为单相接地故障状态下，改变消弧线圈的过补偿度或改变消弧线圈串并联电阻，然后对比各馈线中零序电流变化量实现故障选线。然而，在如何调节消弧线圈以进一步提高残流增量法接地故障选线的动作可靠性方面，目前仍未形成共识。一种思路认为，在欠补偿区域，残流增量法接地故障选线无法正确动作，提出通过切换系统接地方式实现故障选线；另一思路认为，为提取故障馈线和非故障馈线中零序电流特征区别，应使过补偿度由-p0调节至p0；还有的思路认为过补偿度的调节并无特殊限制，只需将消弧线圈调节一档或数档即可。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能可靠确定经消弧线圈接地配电网发生单相接地故障的馈线的选线方法。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种基于零序电流动态变化特征的单相接地故障选线方法，包括首先形成过补偿度为p1、0、-p2三个条件下各馈线零序电流动态变化序列，然后利用相关系数法求取各馈线零序电流动态变化序列之间的相关度，与其他馈线相关度之和最小的馈线即为故障线路；步骤如下：步骤1、调节消弧线圈使配电网过补偿度由p1变为0，测量过补偿度p1下的各馈线零序电流，测量过补偿度0下的各馈线零序电流；步骤2、调节消弧线圈使配电网过补偿度由0变为-p2，测量过补偿度-p2下的各馈线零序电流；步骤3、形成过补偿度为p1、0、-p2三个条件下各馈线零序电流动态变化序列；步骤4、利用相关系数法求取各馈线零序电流动态变化序列之间的相关度，与其他馈线相关度之和最小的馈线即为所选故障线路。在上述的基于零序电流动态变化特征的单相接地故障选线方法中，步骤3所述过补偿度为p1、0、-p2三个条件下各馈线零序电流动态变化序列为：1)非故障线路i零序电流动态变化序列理论值为：2)故障线路n零序电流动态变化序列理论值为：其中，EA为故障相正常运行时的电势；为母线上所有馈线对地电容之和；Ci为馈线i对地电容；Rf为故障过渡电阻；ω为工频角频率。在上述的基于零序电流动态变化特征的单相接地故障选线方法中，步骤4的实现包括以下步骤：①通过馈线i零序电流动态变化序列Si和馈线j零序电流动态变化序列Sj之间的相关度求出各馈线零序电流动态变化序列之间的相关度；②通过馈线i与其他馈线相关度之和求出与其他馈线相关度之和最小的馈线作为所选故障线路。本专利技术的有益效果为：提高了残流增量法单相接地故障选线的可靠性，能可靠确定经消弧线圈接地配电网发生单相接地故障的馈线。附图说明图1为本专利技术一个实施例基于零序电流动态变化特征的单相接地故障选线方法流程图；图2为本专利技术一个实施例某典型经消弧线圈接地的配电网示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的实施方式进行详细描述。实施例1、本实施例提供一种基于零序电流动态变化特征的单相接地故障选线方法，用于可靠确定经消弧线圈接地配电网发生单相接地故障的馈线，以克服
技术介绍
中存在的问题。首先形成过补偿度为p1、0、-p2三个条件下各馈线零序电流动态变化序列，然后利用相关系数法求取各馈线零序电流动态变化序列之间的相关度，与其他馈线相关度之和最小的馈线即为故障线路。具体实施时，如图1所示，第一、调节消弧线圈使配电网过补偿度由p1变为0，测量过补偿度p1下的各馈线零序电流，测量过补偿度0下的各馈线零序电流。经接地配电系统中，馈线n发生单相(A相)接地故障。基于对称分量法形成相应的序网图，若X0C、X1C、X2C分别为配电线路零序、正序、负序的对地容抗，ZT1、ZT2分别为变压器的正、负序等效阻抗，ZS0、ZS1、ZS2分别为系统侧零序、正负和负序的等效阻抗，ES为系统侧发电机等值电势(只有正序分量)，L为消弧线圈的电感值，Rf为故障点接地过渡电阻，分别为故障点零序、正序和负序电压源，分别为对应的零序、正负和负序电流。忽略配电线路本身的阻抗，则通过故障点的正序、负序、零序电流为根据谐振接地配电系统的特点，Z0>>Z1，Z0>>Z2，故式(1)可简化为定义过补偿度p为：可得非故障线路i和故障线路n的零序电流表达式分别如式(4)和式(5)所示。可得非故障线路i和故障线路n的零序电流表达式分别如式(4)和式(5)所示。在过补偿度p1下，非故障线路i和故障线路n的零序电流分别如下(6)和(7)所示。在过补偿度0下，非故障线路i和故障线路n的零序电流分别如下(8)和(9)所示。第二，调节消弧线圈使配电网过补偿度由0变为-p2，测量过补偿度-p2下的各馈线零序电流。在过补偿度-p2下，非故障线路i和故障线路n的零序电流分别如下(10)和(11)所示。第三，形成过补偿度为p1、0、-p2三个条件下各馈线零序电流动态变化序列。根据上述求解，对于非故障线路i，其在过补偿度p1、0、-p2三个条件下的零序电流动态变化序列为：对于故障线路n，其在过补偿度p1、0、-p2三个条件下的零序电流动态变化序列为：第四，利用相关系数法求取各馈线零序电流动态变化序列之间的相关度，与其他馈线相关度之和最小的馈线即为故障线路。利用下述公式(12)求取i馈线零序电流动态变化序列Si和j馈线零序电流动态变化序列Sj之间的相关度：利用下述公式(13)求出馈线i与其他馈线相关度之和：将每条馈线与其他馈线相关之和的值进行排序，与其他馈线相关度之和最小的馈线即可确定为故障线路。实施例2、某典型经消弧线圈接地的配电网如图2所示，该模型是一个10kV的配电网馈线系统，馈线由架空线和电缆构成，出线共有6条，其中线路1为架空线—电缆混联线路，由20km架空线路和10km电缆组成；线路2、线路3和线路4为电缆线路，其余为架空线路。(1)架空线路参数：r0＝0.23Ω/km，r1＝0.096Ω/km；l0＝3.66mH/km，l1＝1.22mH/km；c0＝0.007μF/km，c1＝0.011μF/km。(2)电缆线路参数：r0＝0.34Ω/km，r1＝0.11Ω/km；l0＝1.54mH/km，l1＝0.52mH/km；c0＝0.19μF/km，c1＝0.29μF/km。假设馈线5发生了经过渡电阻Rf＝1000Ω的单相接地故障，那么为确定故障线路，包括如下所述具体过程：第1步，调节消弧线圈使配电网过补偿度由p1变为0，测量过补偿度p1下的各馈线零序电流，测量过补偿度0下的各馈线零序电流。第2步，调节消弧线圈使配电网过补偿度由0变为-p1，测量过补偿度-p1下的各馈线零序电流。第3歩，形成过补偿度为p1、0、-p1三个条件下各馈线零序电流动态变化序列。由此可得出6条馈线的零序电流动态变化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于零序电流动态变化特征的单相接地故障选线方法，其特征是，包括首先形成过补偿度为p1、0、‑p2三个条件下各馈线零序电流动态变化序列，然后利用相关系数法求取各馈线零序电流动态变化序列之间的相关度，与其他馈线相关度之和最小的馈线即为故障线路；步骤如下：步骤1、调节消弧线圈使配电网过补偿度由p1变为0，测量过补偿度p1下的各馈线零序电流，测量过补偿度0下的各馈线零序电流；步骤2、调节消弧线圈使配电网过补偿度由0变为‑p2，测量过补偿度‑p2下的各馈线零序电流；步骤3、形成过补偿度为p1、0、‑p2三个条件下各馈线零序电流动态变化序列；步骤4、利用相关系数法求取各馈线零序电流动态变化序列之间的相关度，与其他馈线相关度之和最小的馈线即为所选故障线路。

【技术特征摘要】
1.一种基于零序电流动态变化特征的单相接地故障选线方法，其特征是，包括首先形成过补偿度为p1、0、-p2三个条件下各馈线零序电流动态变化序列，然后利用相关系数法求取各馈线零序电流动态变化序列之间的相关度，与其他馈线相关度之和最小的馈线即为故障线路；步骤如下：步骤1、调节消弧线圈使配电网过补偿度由p1变为0，测量过补偿度p1下的各馈线零序电流，测量过补偿度0下的各馈线零序电流；步骤2、调节消弧线圈使配电网过补偿度由0变为-p2，测量过补偿度-p2下的各馈线零序电流；步骤3、形成过补偿度为p1、0、-p2三个条件下各馈线零序电流动态变化序列；步骤4、利用相关系数法求取各馈线零序电流动态变化序列之间的相关度，与其他馈线相关度之和最小的馈线即为所选故障线路。2.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐金锐，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42