一种适用于配电网的单相断线故障检测方法技术

本发明专利技术公开了一种适用于配电网的单相断线故障检测方法，1）实时采集测量点处的三相电压和三相电流，并进行计算处理，提取出正序电流、负序电流、三相线电压和零序电压；2）基于前述得到的数据对每个测量点分别进行单相断线故障启动条件判别，若满足启动条件则进入步骤3）；若不满足启动条件则返回步骤1）；3）对每个测量点分别进行单相断线故障动作条件判别，若满足动作条件则进入步骤4）；若不满足动作条件则返回步骤1）；4）对每个测量点分别根据单相断线故障相别判定条件确定断线相别，本发明专利技术实现了多分支负荷的配电网线路中单相断线故障的准确识别，为进一步处理断线故障提供依据。

A Fault Detection Method for Single-Phase Breakage in Distribution Network

The invention discloses a single-phase disconnection fault detection method suitable for distribution network. 1) real-time acquisition of three-phase voltage and three-phase current at the measuring point, and calculation and processing are carried out to extract positive sequence current, negative sequence current, three-phase line voltage and zero sequence voltage; 2) single-phase disconnection fault start conditions are distinguished for each measuring point based on the data obtained above, if the start-up conditions are satisfied. If the starting condition is not satisfied, step 3 is entered; if the starting condition is not satisfied, step 1 is returned; if the starting condition is not satisfied, step 4 is entered; if the action condition is satisfied, step 1 is returned; and if the action condition is not satisfied, step 1 is determined for each measuring point according to the condition for determining the fault phase of the single-phase disconnection, the invention realizes. Accurate identification of single-phase disconnected faults in multi-branch load distribution network lines provides a basis for further treatment of disconnected faults.

【技术实现步骤摘要】
一种适用于配电网的单相断线故障检测方法
本专利技术属于电力系统继电保护
，具体涉及一种适用于配电网的单相断线故障检测方法。
技术介绍
我国配电网系统通常指35kV及以下电压等级的配电网络，目前大部分城市的配电线路采用的是10kV电压等级进行供电。配电线路分布面广，总长度长，分支多，运行环境复杂多样，因而可能受到多种因素影响导致发生断线故障。随着电力系统的发展，对于各种短路故障都逐渐形成了较为健全的保护理论及保护装置，而对断线故障的研究尤其是实际应用还很少。配电网发生单相断线故障时，系统电压会发生明显的变化，进而影响到系统的安全稳定运行，也会影响到系统中用电设备的正常工作，同时发生断线故障后大多数情况下会伴随着故障线路的接地，直接对周围人畜构成安全隐患甚至导致灾难发生。鉴于配电网中存在的断线故障问题，准确及时地识别发生故障的线路以及定位故障点的位置成为重点研究对象。现有关于断线故障的检测方法存在以下不足：现有技术均未考虑配电网系统线路长、多分支的实际情况，仅在出线处进行采样和断线判别，对于含有多个分支负载且断线故障发生在离出线处较远的位置的情况，发生故障时出线处电压电流的变化并不明显，可能导致无法准确识别出断线故障，即便识别出了断线故障，也很难判断出故障点的位置，对于线路长、多分支的配电线路，仅仅识别出故障线路远远无法满足实际应用需要。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提出一种适用于配电网的单相断线故障检测方法，实现多分支负荷的配电网线路中单相断线故障的准确识别，为进一步处理断线故障提供依据。本专利技术采用如下技术方案，一种适用于配电网的单相断线故障检测方法，具体步骤如下：1)实时采集测量点处的三相电压和三相电流，并进行计算处理，提取出正序电流、负序电流、三相线电压和零序电压；2)基于步骤1)得到的数据对每个测量点分别进行单相断线故障启动条件判别，若满足启动条件则进入步骤3)；若不满足启动条件则返回步骤1)；3)基于步骤1)得到的数据对每个测量点分别进行单相断线故障动作条件判别，若满足动作条件则进入步骤4)；若不满足动作条件则返回步骤1)；4)对每个测量点分别根据单相断线故障相别判定条件确定断线相别。优选地，所述测量点的位置为配电网系统中每条线路的出线处和各个分支处。优选地，所述步骤2)中单相断线故障启动条件为：零序电压大于预设零序电压启动定值，同时三相线电压对称。优选地，所述步骤3)中单相断线故障动作条件包括：31)正序电流下降至低于预设正序电流定值；32)负序电流上升至高于预设负序电流定值；33)某一相电压上升同时该相电流下降；同时满足上述三个条件时，则满足单相断线故障动作条件，判定该测量点所在线路发生单相断线故障。优选地，所述步骤3)中单相断线故障动作条件还包括：34)负序功率方向为反方向；同时满足上述四个条件时，则满足单相断线故障动作条件，判定该测量点所在线路发生单相断线故障。优选地，所述步骤3)中单相断线故障动作条件具体为：31)正序电流下降至低于预设正序电流定值，具体为下降百分比超过设定的正序门槛k1；32)负序电流上升至高于预设负序电流定值，具体为与故障前负荷电流的比值超过设定的负序门槛k2；33)某一相电压上升同时该相电流下降，具体为某一相电压上升值大于设定的相电压门槛U.set，同时该相电流下降百分比超过设定的相电流门槛k3。优选地，所述步骤4)中所述单相断线故障相别判定条件为：发生单相断线故障时电压上升且电流下降的相别，即满足单相断线故障相别判定条件的相别为故障相别。优选地，还包括确定断线相别的同时相应的测量点发出单相断线故障告警提示信号，相对于电源侧，故障点位于当前该测量点的后方。专利技术所达到的有益效果：本专利技术是一种适用于配电网的单相断线故障检测方法，实现多分支负荷的配电网线路中单相断线故障的准确识别，为进一步处理断线故障提供依据。本专利技术能够准确识别出配电网系统中发生单相断线故障的故障线路、故障相别以及故障点的相对位置，配合实际继电保护装置的应用，可以实现对断线故障的及时识别和处理，从而有效避免配电网系统因发生单相断线故障而导致的危害，具有良好的应用前景。附图说明图1是本专利技术的实施例的一种适用于配电网的单相断线故障检测方法的流程图；图2是本专利技术的实施例的一种适用于配电网的单相断线故障检测方法的系统示意图；图3是本专利技术的实施例的一种适用于配电网的单相断线故障检测方法的故障判别逻辑图。具体实施方式下面根据附图并结合实施例对本专利技术的技术方案作进一步阐述。如图1所示，一种适用于配电网的单相断线故障检测方法，包括以下步骤：1)实时采集测量点处的三相电压和三相电流，并进行计算处理，提取出正序电流、负序电流、三相线电压和零序电压；采集数据前建立测量点，所述测量点的位置为配电网系统中每条线路的出线处和各个分支(分支数≥0时)处，如图2所示。2)基于步骤1)得到的数据对每个测量点分别进行单相断线故障启动条件判别，若满足启动条件则进入步骤3)；若不满足启动条件则返回步骤1)；所述步骤2)中单相断线故障启动条件为：零序电压大于预设零序电压启动定值(图中零压启动定值)，同时三相线电压对称。3)基于步骤1)得到的数据对每个测量点分别进行单相断线故障动作条件判别，若满足动作条件则进入步骤4)；若不满足动作条件则返回步骤1)；所述步骤3)中单相断线故障动作条件包括：31)正序电流下降至低于预设正序电流定值；32)负序电流上升至高于预设负序电流定值；33)某一相电压上升同时该相电流下降；同时满足上述三个条件时，则满足单相断线故障动作条件，判定该测量点所在线路发生单相断线故障。所述步骤3)中单相断线故障动作条件具体为：31)正序电流下降至低于预设正序电流定值，具体为下降百分比超过设定的正序门槛k1；32)负序电流上升至高于预设负序电流定值，具体为与故障前负荷电流的比值超过设定的负序门槛k2；33)某一相电压上升同时该相电流下降，具体为某一相电压上升值大于设定的相电压门槛U.set，同时该相电流下降百分比超过设定的相电流门槛k3。所述步骤3)中单相断线故障动作条件还包括：34)负序功率方向为反方向；同时满足上述四个条件时，则满足单相断线故障动作条件，判定该测量点所在线路发生单相断线故障。负序功率方向为反方向是指负序电压的相位超前于负序电流的相位。负序功率方向为反方向的条件主要用于区分故障线路和非故障线路，当配电网系统中仅有一条出线时，该条件可以不需要或仅用作补充条件。4)对每个测量点分别根据单相断线故障相别判定条件确定断线相别；所述步骤4)中所述单相断线故障相别判定条件为：发生单相断线故障时电压上升且电流下降的相别，即满足单相断线故障相别判定条件的相别为故障相别。本实施例还包括确定断线相别的同时相应的测量点发出单相断线故障告警提示信号，相对于电源侧，故障点位于当前该测量点的后方。具体故障判别逻辑图如图3所示。本专利技术的工作原理如下：在配电网线路的出线处和各个分支处分别建立测量点，各个测量点分别独立的进行信号的采集、提取以及相应判据的执行，对于确定满足单相断线故障动作条件的测量点，及时给出故障告警提示。对于分支较多的配电网线路，距离故障点越近的测量点，其故障特征越明显，即其越容易识别出断线故障；而对于距离故障点本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于配电网的单相断线故障检测方法，其特征在于，包括以下步骤：1)实时采集测量点处的三相电压和三相电流，并进行计算处理，提取出正序电流、负序电流、三相线电压和零序电压；2)基于步骤1)得到的数据对每个测量点分别进行单相断线故障启动条件判别，若满足启动条件则进入步骤3)；若不满足启动条件则返回步骤1)；3)基于步骤1)得到的数据对每个测量点分别进行单相断线故障动作条件判别，若满足动作条件则进入步骤4)；若不满足动作条件则返回步骤1)；4)对每个测量点分别根据单相断线故障相别判定条件确定断线相别。

【技术特征摘要】
1.一种适用于配电网的单相断线故障检测方法，其特征在于，包括以下步骤：1)实时采集测量点处的三相电压和三相电流，并进行计算处理，提取出正序电流、负序电流、三相线电压和零序电压；2)基于步骤1)得到的数据对每个测量点分别进行单相断线故障启动条件判别，若满足启动条件则进入步骤3)；若不满足启动条件则返回步骤1)；3)基于步骤1)得到的数据对每个测量点分别进行单相断线故障动作条件判别，若满足动作条件则进入步骤4)；若不满足动作条件则返回步骤1)；4)对每个测量点分别根据单相断线故障相别判定条件确定断线相别。2.根据权利要求1所述的一种适用于配电网的单相断线故障检测方法，其特征在于，所述测量点的位置为配电网系统中每条线路的出线处和各个分支处。3.根据权利要求1所述的一种适用于配电网的单相断线故障检测方法，其特征在于，所述步骤2)中单相断线故障启动条件为：零序电压大于预设零序电压启动定值，同时三相线电压对称。4.根据权利要求1所述的一种适用于配电网的单相断线故障检测方法，其特征在于，所述步骤3)中单相断线故障动作条件包括：31)正序电流下降至低于预设正序电流定值；32)负序电流上升至高于预设负序电流定值；33)某一相电压上升同时该相电流下降；同时满足上述三个条件时，则满足单相断线故障动作条件，判定...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐以年，胡兵，李玉平，徐程骥，张玮，张尧，
申请(专利权)人：南京国电南自电网自动化有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32