基于电容负荷注入的主站集中式小电流接地故障定位方法技术

本发明专利技术涉及一种基于电容负荷注入的主站集中式小电流接地故障定位方法，对小电流接地故障发生情况进行甄别；小电流接地故障发生，在故障发生变电站的母线侧非故障相上注入电容负荷并持续一定时间；在电容负荷注入的时间内各个馈线终端将电容负荷注入后的各终端安装点实时电流数据或突变电流数据上送到配网系统主站；在配网系统主站侧通过分析电容负荷注入前后的一定延时时间内的电流变化量确定故障发生的具体故障区域并对对小电流接地故障的隔离。本发明专利技术给出一种线路简单、判定准确性高、无需注入特殊信号的主站集中式小电流接地故障定位方法，对目前我国配电网小电流接地故障具有很好的适应性和故障定位可靠性，具备很好的推广价值。

Centralized small current grounding fault location method based on capacitor load injection

The invention relates to a centralized master station in small current grounding capacitance load into the fault location method based on the occurrence of screening of small current grounding fault; small current grounding fault, bus side substation fault occurred in the non fault phase into capacitive loads and continue for a certain period of time; each feeder terminal injection in capacitor the load time of each terminal capacitance load after injection of the mounting point real-time current data or data sent to the distribution system of inrush current in distribution system of master station; the master side through the analysis of capacitor load injection before and after certain time delay current changes determine the amount of specific fault zone fault and the small current grounding fault isolation. The invention provides a simple circuit, small current centralized master station determine positioning method of high accuracy, without special injection signal grounding fault, the small current grounding fault in power distribution network in China has good adaptability and reliability of fault location, have very good promotion value.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及配电网小电流接地故障判定领域，具体来说是一种基于电容负荷注入的主站集中式小电流接地故障定位方法。
技术介绍
随着智能配电网改造建设向深水区推进，提高供电可靠性作为重要的一项指标被写进了国网“十三五”行动计划中。配电网馈线自动化是提高供电可靠性的关键技术和方法。近几年，伴随着几轮配电网自动化建设的热潮，国内配电网短路故障下的馈线自动化技术有了长足的发展，有效确保了短路情况下的配电网供电可靠性。但是，配电网大部分故障是单相接地故障，而我国的配电网中压接地方式多为中性点非直接接地的小电流接地方式。小电流接地方式虽然可以将接地故障电流限值在较小的范围，并且可以带故障运行1-2小时，但是接地跨步电压却往往成为威胁人身安全的元凶，因此快速及时的切除故障显得尤为必要。目前的配电网小电流接地定位方法有两大类，一类为无源法，一类为有源法。无源法是通过分析小电流接地故障前后各个关键点的暂态波形的变化情况分析故障发生的大体位置。该种方法无需注入信号，只通过特殊采样终端和主站配合即可完成故障判定，但是由于配网线路复杂，干扰波形多，其判定的准确性不高。有源法是通过在中性点注入特殊信号通过特定的终端装置接收信号并配合主站完成故障判定的，该种方法需要注入特殊信号，并且需要配合特殊终端接收特殊信号，虽然可靠性上较之无源法有提高，但是推广性上欠佳。因此，研究一种适合于目前我国配电网建设现状，无需配置大量特殊终端而依靠目前已经建设的大量传统终端的综合小电流接地故障判定方法具有重要的现实意义。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术结合配电网特点，给出一种线路简单、判定准确性高、无需注入特殊信号的基于电容负荷注入的主站集中式小电流接地故障定位方法。为解决上述问题，本专利技术采取的技术方案为：基于电容负荷注入的主站集中式小电流接地故障定位方法，包括如下步骤：步骤一、对小电流接地故障发生情况进行甄别；步骤二、确定小电流接地故障发生时，在故障发生变电站的母线侧非故障相上注入电容负荷，并持续一定时间后退出电容负荷；步骤三、在电容负荷注入的时间段内各个馈线终端将电容负荷注入后的各终端安装点实时电流数据和突变电流数据上送到配网系统主站；步骤四、在配网系统主站侧通过分析电容负荷注入前后的一定延时时间内的电流变化量，确定故障发生的具体故障区域；步骤五、通过断开故障区域上游的边界开关实现对小电流接地故障的隔离。优选的，步骤一中采用母线三相电压和零序电压变化来对小电流接地故障发生情况进行甄别，具体为以下三种情况：(1)母线有两相电压升高接近线电压，而有一相电压降低，并且零序电压在50-110V时，则认为发生单相接地故障；(2)母线有一相电压升高超过线电压，而另两相电压降低，并且零序电压在50-100V时，认为发生电压互感器工频铁磁谐振；(3)母线有一相电压接近于0，而另两相电压不变，且零序电压在33V附近时，认为发生电压互感器熔断器熔断。步骤二中所述在故障发生变电站的母线侧非故障相上注入电容负荷，具体分三种情况注入：(1)在故障相电压滞后相上注入电容负荷；此时在故障相中从故障点到电源点将附加电容电流，由于相角的作用，导致附加电容电流后的故障相负荷电流将达到最小值。(2)在故障相电压超前相上注入电容负荷；此时在故障相中从故障点到电源点将附加电容电流，由于相角的作用，导致附加电容电流后的故障相负荷电流达到最大值。(3)在非故障相的两相上同时注入电容负荷，故障相中从故障点到电源点将附加电容电流，由于相角的作用，导致附加电容电流相互抵消，从而使故障相负荷电流变小。电容负荷的注入当需持续一定时间，延时时间到后退出电容负荷。步骤三中所述的馈线终端包括FTU、DTU、故障指示器；其中，针对实时上送实时电流数据到配网系统主站的FTU、DTU、故障指示器等终端装置，延时时间可以设置短一些，例如200毫秒。针对非实时上送电流数据到配网系统主站的故障指示器的延时时间设置为5分钟；针对上送突变电流数据到配网系统主站的FTU、DTU、故障指示器等终端装置，延时时间可以设置短一些，例如1秒钟。步骤四中确定故障发生的具体故障区域，其具体判定准则为：(1)若最小故障判定区域的入域突变电流不为零，而出域突变电流为0，则接地故障发生在该最小故障判定区域内；(2)若最小故障判定区域的入域突变电流和出域突变电流全都不为零，而入域突变电流等于出域突变电流，则该最小故障判定区域内无接地故障发生；3)若最小故障判定区域的入域突变电流和出域突变电流全都为零，则该最小故障判定区域内无接地故障发生。所述最小故障判定区域是指边界为FTU、DTU和故障指示器，而其无内节点，或者其内节点皆为T节点的连通系，其故障前后流入该最小故障判定区域的故障相突变电流称为入域突变电流，而故障前后流出该最小故障判定区域的故障相突变电流称为出域突变电流，故障相突变电流是指前后两次电流的变化量超过一定值的电流；设故障前流过最小故障判定区域边界终端如FTU、DTU和故障指示器的故障相电流为I0，而故障后流过最小故障判定区域边界终端如FTU、DTU和故障指示器等的故障相电流为I1，最小故障判定区域边界终端故障相突变电流为Itb，故障相突变电流阀值为Ic则：Itb=I1-I0|I1-I0|≥IC0|I1-I0|<IC]]>入域突变电流为Iin，出域突变电流Iout为其中，Iitb为最小故障判定区域包含的各个出域开关的突变电流，其中i＝0,1,2…n，n为最小故障判定区域包含的出域开关数；设最小故障判定区域判定逻辑为Afault，若Afault为0表示小电流接地故障发生在最小故障判定区域，而非零表示故障未发生在该最小故障判定区域：步骤五中对小电流接地故障的隔离的原则有两个，一个是将故障隔离在最小区域，另一个是在最短时间内隔离故障，故此具体方法如下：(1)若最小故障判定区域的边界开关皆是三遥开关，具备遥控功能时，则隔离设备即是各个可以遥控的最小故障判定区域边界开关；(2)若最小故障判定区域的边界开关部分是三遥开关，部分不具备遥控功能，则隔离范围要扩大，需扩大到上游有遥控功能的开关；(3)若最小故障判定区域的入域开关和其上游开关皆无遥控功能，则需遥控变电站出线断路器跳闸隔离故障，并现场隔离最小故障判定区域的入域开关，后遥控变电出线断路器合闸送电，实现小电流接地故障的最小隔离。本专利技术有益技术效果：本专利技术给出一种线路简单、判定准确性高、无需注入特殊信号的基于电容负荷注入的主站集中式小电流接地故障定位方法。该方法对目前我国配电网小电流接地故障具有很好的适应性和故障定位可靠性，具备很好的推广价值。具体实施方式基于电容负荷注入的主站集中式小电流接地故障定位方法，包括如下步骤：步骤一、采用母线三相电压和零序电压变化对小电流接地故障发生情况进行甄别；具体为以下三种情况：(1)母线有两相电压电压升高接近线电压，而有一相电压降低，并且零序电压在50-110V时，则认为发生单相接地故障；(2)母线有一相电压升高超过线电压，而另两相电压降低，并且零序电压在50-100V时，认为发生电压互感器工频铁磁谐振；(3)母线有一相电压接近于0，而另两相电压不变，且零序电压在33V附近时，认为发生电压互感器熔断器熔断。步骤二、确定小电本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于电容负荷注入的主站集中式小电流接地故障定位方法，其特征在于包括如下步骤：步骤一、对小电流接地故障发生情况进行甄别；步骤二、确定小电流接地故障发生时，在故障发生变电站的母线侧非故障相上注入电容负荷，并持续一定时间后退出电容负荷；步骤三、在电容负荷注入的时间段内各个馈线终端将电容负荷注入后的各终端安装点实时电流数据和突变电流数据上送到配网系统主站；步骤四、在配网系统主站侧通过分析电容负荷注入前后的一定延时时间内的电流变化量，确定故障发生的具体故障区域；步骤五、通过断开故障区域上游的边界开关实现对小电流接地故障的隔离。

【技术特征摘要】
1.基于电容负荷注入的主站集中式小电流接地故障定位方法，其特征在于包括如下步骤：步骤一、对小电流接地故障发生情况进行甄别；步骤二、确定小电流接地故障发生时，在故障发生变电站的母线侧非故障相上注入电容负荷，并持续一定时间后退出电容负荷；步骤三、在电容负荷注入的时间段内各个馈线终端将电容负荷注入后的各终端安装点实时电流数据和突变电流数据上送到配网系统主站；步骤四、在配网系统主站侧通过分析电容负荷注入前后的一定延时时间内的电流变化量，确定故障发生的具体故障区域；步骤五、通过断开故障区域上游的边界开关实现对小电流接地故障的隔离。2.根据权利要求1所述的基于电容负荷注入的主站集中式小电流接地故障定位方法，其特征在于：步骤一中采用母线三相电压和零序电压变化来对小电流接地故障发生情况进行甄别，具体为以下三种情况：(1)母线有两相电压升高接近线电压，而有一相电压降低，并且零序电压在50-110V时，则认为发生单相接地故障；(2)母线有一相电压升高超过线电压，而另两相电压降低，并且零序电压在50-100V时，认为发生电压互感器工频铁磁谐振；(3)母线有一相电压接近于0，而另两相电压不变，且零序电压在33V附近时，认为发生电压互感器熔断器熔断。3.根据权利要求1所述的基于电容负荷注入的主站集中式小电流接地故障定位方法，其特征在于：步骤二中所述在故障发生变电站的母线侧非故障相上注入电容负荷，具体分三种情况注入：(1)在故障相电压滞后相上注入电容负荷；(2)在故障相电压超前相上注入电容负荷；(3)在非故障相的两相上同时注入电容负荷。4.根据权利要求1所述的基于电容负荷注入的主站集中式小电流接地故障定位方法，其特征在于：步骤三中所述的馈线终端包括FTU、DTU、故障指示器；其中，实时上送实时电流数据到配网系统主站的FTU、DTU、故障指示器的延时时间设置为200毫秒；非实时上送电流数据到配网系统主站的故障指示器的延时时间设置为5分钟；上送突变电流数据到配网系统主站的FTU、DTU、故障指示器的延时时间设置为1秒钟。5.根据权利要求4所述基于电容负荷注入的主站集中式小电流接地故障定位方法，其特征在于：步骤四中确定故障发生的具体故障区域，其具体判定准则为：(1)若最小故障判定区域的入域突变电流不为零，而出域突变电流为0，则接地故障...

【专利技术属性】
技术研发人员：张伟，周文俊，阎有朋，张君全，刘冰，闵凡文，
申请(专利权)人：积成电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37