异地相间接地短路故障检测系统及其检测方法技术方案

本发明专利技术涉及一种异地相间接地短路故障检测系统及其检测方法，通过采集单元、监测单元、判决单元的相互配合，将满足扰动条件的录波波形，上送给判决单元，实时监测PT侧二次开口三角电压获得的零序电压数据，并通过对零序电压波形的分析，判断是否发生了接地故障，经过对波形的判断，最终生成异地相间接地短路故障的报警和故障定位结果。

Fault Detection System and Detection Method for Distant Phase and Indirect Ground Short Circuit

The invention relates to a remote phase indirect short circuit fault detection system and its detection method. Through the cooperation of acquisition unit, monitoring unit and decision unit, the recorded waveform satisfying the disturbance condition is sent to the decision unit, and the zero sequence voltage data obtained from the secondary open triangle voltage on the PT side is monitored in real time. Through the analysis of the zero sequence voltage waveform, the occurrence of the zero sequence voltage is judged. Grounding fault, through the judgment of waveform, finally generates the alarm and fault location results of the remote phase-to-indirect short-circuit fault.

【技术实现步骤摘要】
异地相间接地短路故障检测系统及其检测方法
本专利技术涉及一种测系统及其检测方法，尤其涉及一种异地相间接地短路故障检测系统及其检测方法。
技术介绍
就现有的配电线路来看，其分支多，线路长，拓扑复杂。当出现短路或接地故障时，必须尽快隔离和排除故障，否则会严重影响供电质量和效率，甚至带来供电安全的问题。为了能尽快隔离和排除故障，又不造成大面积的停电，就需要对故障进行准确的定位。目前在短路故障检测主要是检测的某条线路某个位置的相间直接短路，而接地故障检测主要检测的也是某条线路某个位置发生的接地故障，对于不同线路两个位置都发生了接地故障，从而造成了相间经地短路故障没有涉及到。异地相间经地短路故障往往是某一个位置发生了接地故障，造成了非故障相的电压升高到正常的额定电压范围上，从而造成了其他位置的非故障相线路绝缘被破坏，造成这些位置也发生了接地，从而两个位置构成了异地的经地相间短路。但是，这类相间经地短路故障的相电流变化不如相间直接短路的相电流变化大，而且不一定会造成短路跳闸，故现有短路故障检测方法既无法发生在两个位置的短路故障做判断，也不完全适用相电流突变更小的经地相间短路。而单相接地故障的判断只会给出相间短路发生的一个位置，而不会去判断另外一个接地点的位置。有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种异地相间接地短路故障检测系统及其检测方法，使其更具有产业上的利用价值。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种异地相间接地短路故障检测系统及其检测方法。本专利技术的异地相间接地短路故障检测系统，其中：包括有用于线路的相电流检测的采集单元，所述采集单元安装于配电线路上，采集相电流波形并存储在本地，所述采集单元上连接有判决单元，用于将满足扰动条件的录波波形，上送给判决单元。还包括有监测零序电压的监测单元，用于实时监测PT侧二次开口三角电压获得的零序电压数据，并通过对零序电压波形的分析，判断是否发生了接地故障。还包括有判决单元，接收采集单元和监测单元上送的波形，经过对波形的判断，最终生成异地相间接地短路故障的报警和故障定位结果。进一步地，上述的异地相间接地短路故障检测系统，其中，所述采集单元包括有电流感应模块，所述电流感应模块的输出端连接有模数转换模块，所述模数转换模块的输出端连接有存储模块，所述存储模块的输出端连接有电流测量模块，所述电流测量模块上连接有通信模块，所述电流感应模块、模数转换模块、存储模块、电流测量模块、通信模块、时钟模块上同时连接有时钟模块与电源模块，所述电源模块上连接有取能模块。更进一步地，上述的异地相间接地短路故障检测系统，其中，所述监测单元包括有模数转换模块，所述模数转换模块的输出端连接有数据预处理模块，所述数据预处理模块的输出端连接有波形判断模块，所述波形判断模块的输出端连接有通信模块，模数转换模块、数据预处理模块、波形判断模块、通信模块上同时连接有时钟模块与电源模块。异地相间接地短路故障检测方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一，采用相电流采集单元，实时监测相电流数据，监测是否某相电流满足扰动条件，若满足扰动条件，则上送该相的扰动波形到判决单元。步骤二，采用监测单元，实时监测PT侧二次开口三角电压获得的零序电压，根据零序电压的变化判断系统是否发生了单相接地故障，以及单相接地故障是否结束，若存在接地故障，则分别将故障开始时刻和结束时刻发给判决单元。步骤三，采用判决单元在故障持续期间，对上送的扰动波形进行波形识别和判断，最终得到是否发生了异地异相经地短路故障，并输出判决结果和故障定位结果；所述扰动波形上报的故障波形是扰动发生时刻点的前M1个周波和后M2个周波，其中M1，M2为预设定的参数，所述M1≥2，默认为4，所述M2≥4，默认为8，当判断发生了单相接地故障时，将满足条件的绝对时标记录下来，精确到微秒级，作为故障发生时刻。进一步地，上述的异地相间接地短路故障检测方法，其中，所述步骤一中，通过相电流采集单元采集和测量相电流，计算每个周波的相电流有效值记为I(k)，其中k表示第k个周波；计算第k个周波的有效值和前一次有效值的差，记为ΔI(k)＝I(k)-I(k-1)，设W为该差值设定一个阈值TH_I，如果ΔI(k)超过这个阈值，该相则上报扰动波形，并带上绝对时间时标，所述绝对时间时标的时间精度到微秒级，所述TH_I默认为150，取值范围为50至600。更进一步地，上述的异地相间接地短路故障检测方法，其中，所述步骤二中，监测单元实时监测PT二次侧开口三角电压获得的零序电压，获得零序电压每个采样点的即时值V(n)和其前一个周波相同位置的差值ΔV(n)＝V(n)-V(n-N)，其中N为一个周波的采样点数，为该差值预设定一阈值TH_V；当某个采样点的差值超过这个门限时，特定计数器C1开始从零计数加一，如果接下来的采样点的差值不满足门限，则计数器减一，且减到零后不再减，如果计数器的计数超过预设定的阈值TH_C1，即判断供电系统发生了单相接地故障，将该发生的绝对时标记录下来；所述TH_V默认值为15，取值范围为10至100，所述TH_C1默认值为3，取值范围为1至256。更进一步地，上述的异地相间接地短路故障检测方法，其中，所述步骤二中，监测单元实时监测PT二次侧开口三角电压获得的零序电压，获得零序电压每个采样点估计零序电压的有效值Veff(n)，如果估计的有效值超过预设定的阈值TH_V1，则特定计数器C2开始从零计数并加一；如果接下来的采样点差值不满足门限，则计数器减一，且减到零后不再减；如果计数器计数超过一个预设定的阈值TH_C2，则判断供电系统发生了单相接地故障，将该发生的绝对时标记录下来；所述TH_V1默认值为15，取值范围为5至100，所述TH_C2默认值为5，取值范围为1至256。更进一步地，上述的异地相间接地短路故障检测方法，其中，所述步骤二中，若零序电压的有效值低于预先设定的阈值TH_V2，则计数器C3开始从零计数并加一，若接下来的采样点估计的有效值不满足门限，即高于TH_V2，则计数器C3减一，且减到零后不再减；若计数器C3的计数超过一个预设定的阈值TH_C3,则判断已经退出单相接地故障，将该退出的绝对时标记录下来，其中TH_V2默认为5，范围为1至50，其中TH_C3默认为128，范围为1至1024，最终，将故障发生和退出的故障波形和绝对时标都发送给判决单元。更进一步地，上述的异地相间接地短路故障检测方法，其中，所述步骤三中，所述判决单元在接收到接地故障启动通知后，在接收到接地故障结束通知前，将采集单元每次上送的扰动波形进行接地短路的电流特征判断，找到满足电流特征的所有采集单元，将电流按照从母线向电力线流出的方向定义上下游，若接地短路满足电流特征的所有采集单元位于两条线路上，则每条线路只保留满足条件的最下游的采集单元，根据最后保留的两个采集单元的位置，得到接地短路故障的两个故障点的位置，若该采集单元下游还有安装的其他采集单元，则故障位置位于该采集单元和其最相邻的下游采集单元之间，若该采集单元下游没有其他采集单元，则故障位置就位于该采集单元的下游。再进一步地，上述的异地相间接地短路故障检测方法，其中，所述接地短路的电流特征判断过程为，同时检查在一个时间窗上传的扰本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.异地相间接地短路故障检测系统，其特征在于：包括有用于线路的相电流检测的采集单元，所述采集单元安装于配电线路上，采集相电流波形并存储在本地，所述采集单元上连接有判决单元，用于将满足扰动条件的录波波形，上送给判决单元；还包括有监测零序电压的监测单元，用于实时监测PT侧二次开口三角电压获得的零序电压数据，并通过对零序电压波形的分析，判断是否发生了接地故障；还包括有判决单元，所述判决单元接收采集单元和监测单元上送的波形，经过对波形的判断，最终生成异地相间接地短路故障的报警和故障定位结果。

【技术特征摘要】
1.异地相间接地短路故障检测系统，其特征在于：包括有用于线路的相电流检测的采集单元，所述采集单元安装于配电线路上，采集相电流波形并存储在本地，所述采集单元上连接有判决单元，用于将满足扰动条件的录波波形，上送给判决单元；还包括有监测零序电压的监测单元，用于实时监测PT侧二次开口三角电压获得的零序电压数据，并通过对零序电压波形的分析，判断是否发生了接地故障；还包括有判决单元，所述判决单元接收采集单元和监测单元上送的波形，经过对波形的判断，最终生成异地相间接地短路故障的报警和故障定位结果。2.根据权利要求1所述的异地相间接地短路故障检测系统，其特征在于：所述采集单元包括有电流感应模块，所述电流感应模块的输出端连接有模数转换模块，所述模数转换模块的输出端连接有存储模块，所述存储模块的输出端连接有电流测量模块，所述电流测量模块上连接有通信模块，所述电流感应模块、模数转换模块、存储模块、电流测量模块、通信模块、时钟模块上同时连接有时钟模块与电源模块，所述电源模块上连接有取能模块。3.根据权利要求1所述的异地相间接地短路故障检测系统，其特征在于：所述监测单元包括有模数转换模块，所述模数转换模块的输出端连接有数据预处理模块，所述数据预处理模块的输出端连接有波形判断模块，所述波形判断模块的输出端连接有通信模块，模数转换模块、数据预处理模块、波形判断模块、通信模块上同时连接有时钟模块与电源模块。4.异地相间接地短路故障检测方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一，采用相电流采集单元，实时监测相电流数据，监测是否某相电流满足扰动条件，若满足扰动条件，则上送该相的扰动波形到判决单元。步骤二，采用监测单元，实时监测PT侧二次开口三角电压获得的零序电压，根据零序电压的变化判断系统是否发生了单相接地故障，以及单相接地故障是否结束，若存在接地故障，则分别将故障开始时刻和结束时刻发给判决单元。步骤三，采用判决单元在故障持续期间，对上送的扰动波形进行波形识别和判断，最终得到是否发生了异地异相经地短路故障，并输出判决结果和故障定位结果；所述扰动波形上报的故障波形是扰动发生时刻点的前M1个周波和后M2个周波，其中M1，M2为预设定的参数，所述M1≥2，默认为4，所述M2≥4，默认为8，当判断发生了单相接地故障时，将满足条件的绝对时标记录下来，精确到微秒级，作为故障发生时刻。5.根据权利要求4所述的异地相间接地短路故障检测方法，其特征在于：所述步骤一中，通过相电流采集单元采集和测量相电流，计算每个周波的相电流有效值记为I(k)，其中k表示第k个周波；计算第k个周波的有效值和前一次有效值的差，记为ΔI(k)＝I(k)-I(k-1)，设W为该差值设定一个阈值TH_I，如果ΔI(k)超过这个阈值，该相则上报扰动波形，并带上绝对时间时标，所述绝对时间时标的时间精度到微秒级，所述TH_I默认为150，取值范围为50至600。6.根据权利要求4所述的异地相间接地短路故障检测方法，其特征在于：所述步骤二中，监测单...

【专利技术属性】
技术研发人员：车凯，滕俊，陆圣芝，杨金喜，薛晨，詹昕，陈艳，朱健，徐勇，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司扬州供电分公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32