本申请公开一种小电流接地故障选线方法、装置和系统，其中，所述方法包括：获取配电网中消弧线圈两端的电压，当消弧线圈两端的电压均大于相电压的一半时，设定延迟时间；在达到延迟时间之后，获取逆变器向配电网中注入的低频恒流信号，其中，低频恒流信号由逆变控制器控制逆变器产生；分别计算配电网中各条输电线路的零序电流振荡变化率；确定各线路零序电流振荡变化率中的最大值对应的输电线路为故障线路；分别计算故障线路中的各相的电流振荡变化率；确定各相电流振荡变化率中的最大值对应的相为故障相。采用前述的方法能够简单准确的选出故障线以及对应的故障相，且不会影响电压互感器的测量精度。
【技术实现步骤摘要】
一种小电流接地故障选线方法、装置及系统
本申请涉及电力系统中的故障检测领域，尤其涉及一种小电流接地故障选线方法、装置及系统。
技术介绍
随着电力事业快速发展，配电网中的输电线路也越来越多，导致输电线路的故障也越来越多。输电线路的故障如果不及时排查和修复，会给人们带来巨大的经济损失，同时也会给人们的生活带来极大的不便。目前运行的6KV-35KV的配电网中普遍采用小电流接地的运行方式，小电流接地的运行方式是采用中性不接地或者经消弧线圈接地的运行方式。但是，在中性不接地或者经消弧线圈接地的运行方式中，单相接地故障出现的概率较大，约占80％以上。当配电网发生单相接地故障时，在故障的初始阶段通常各相间的电压大小和相位保持不变，三相系统的平衡没有遭到破坏，因此，可以带故障线路运行2个小时以上。但是随着带故障运行时间的延长，带故障线路可能会造成相间短路，甚至导致整个系统瘫痪。因此，需要选出小电流接地的运行方式中的故障线路，以便及时维修，其中，选出小电流接地的运行方式中的故障线路的过程即为小电流的接地故障选线。现有的小电流接地故障选线方法采用的是基于信号注入法，该方法中，在小电流接地系统发生单相接地故障后，故障线路的相电压和零序电压会发生变化，根据其相电压和零序电压的变化情况可初步确定故障线路的大致区域；然后再启动注入信号源，使注入信号源产生一个与配电网固有频率不同的正弦电流信号(如120Hz，幅值约为5A)，将注入信号源短接至电压互感器二次侧的故障相上，再向故障线路的大致区域注入上述注入信号源产生的正弦电流信号，该信号由二次侧耦合到一次系统中，再根据线路首端电压、电流与故障点处的注入信号电压、电流和故障距离的之间的关系式，计算得到最终的故障距离，确定故障点。但是，专利技术人在本申请的研究过程中发现，在现有的小电流接地故障选线方法中，向电压互感器侧注入信号，会影响电压互感器的精度，对配电网造成影响，同时，注入的信号在电压互感器二次侧的幅值会降低到几百甚至几十毫安，电流互感器很难检测到该信号的幅值，导致接地故障选线不准确。
技术实现思路
本申请实施例提供的一种电流接地故障选线方法、装置及系统，以解决在现有技术中，向电压互感器侧注入信号，会影响电压互感器的精度，对配电网造成影响，同时，注入的信号在电压互感器二次侧的幅值会降低到几百甚至几十毫安，电流互感器很难检测到该信号的幅值，导致接地故障选线不准确的问题。第一方面，本申请实施例提供一种小电流接地故障选线方法，包括：获取配电网中消弧线圈两端的电压，当所述消弧线圈两端的电压均大于相电压的一半时，设定延迟时间；在达到所述延迟时间之后，获取逆变器向配电网中注入的低频恒流信号，其中，所述低频恒流信号由逆变控制器控制逆变器产生；分别计算所述配电网中各条输电线路的零序电流振荡变化率，其中，所述零序电流振荡变化率为所述低频恒流信号与所述输电线路的零序电流的叠加值；确定所述零序电流振荡变化率中的最大值对应的输电线路为故障线路；分别计算所述故障线路中的各相的电流振荡变化率，其中，所述电流振荡变化率为所述低频恒流信号与相电流的叠加值；确定所述电流振荡变化率中的最大值对应的相为故障相。结合第一方面，在一种实现方式中，所述小电流接地故障选线方法还包括：向逆变控制器发出请求触发脉冲信号，获取逆变器重新向配电网中注入的低频恒流信号。结合第一方面，在一种实现方式中，所述逆变器注入低频恒流信号为：i逆＝Idmsin(2πfdt)；其中，Idm为低频恒流信号的幅值，fd为低频恒流信号的频率，t为低频恒流信号的持续时间。结合第一方面，在一种实现方式中，所述零序电流振荡变化率的计算方法为：获取第k条线路上的一个振荡周期内的每20ms的零序电流大小，分别表示为：则该条线路零序电流低频振荡幅值大小为：设逆变器模块未发出低频零序电流情况下的零序电流为：则第k条线的零序电流低频振荡幅值变化率为：结合第一方面，在一种实现方式中，所述电流振荡变化率的计算方法为：设第k条线路上的三相分别为A、B、C三相，获取A相的一个振荡周期内的每20ms的零序电流大小，分别表示为：IA1、IA2...IAN，则该故障线中的A相电流低频振荡幅值大小为：设逆变器模块未发出低频零序电流情况下的零序电流为：IA，则A相的电流低频振荡幅值变化率为：获取B相的一个振荡周期内的每20ms的零序电流大小，分别表示为：IB1、IB2...IBN，则该故障线中的B相电流低频振荡幅值大小为：设逆变器模块未发出低频零序电流情况下的零序电流为：IB，则B相的电流低频振荡幅值变化率为：获取C相的一个振荡周期内的每20ms的零序电流大小，分别表示为：IC1、IC2...ICN，则该故障线中的C相电流低频振荡幅值大小为：设逆变器模块未发出低频零序电流情况下的零序电流为：IC，则C相的电流低频振荡幅值变化率为：结合第一方面，在一种实现方式中，所述延迟时间大于等于20s。第二方面，本申请实施例部分提供了一种小电流接地故障选线装置，包括：电压获取模块，用于获取配电网中消弧线圈两端的电压，当所述消弧线圈两端的电压均大于相电压的一半时，设定延迟时间；低频恒流信号注入模块，用于在达到所述延迟时间之后，获取逆变器向配电网中注入的低频恒流信号，其中，所述低频恒流信号由逆变控制器控制逆变器产生；零序电流振荡变化率计算模块，用于分别计算所述配电网中各条输电线路的零序电流振荡变化率，其中，所述零序电流振荡变化率为所述低频恒流信号与所述输电线路的零序电流的叠加值；故障线路确定模块，用于确定所述零序电流振荡变化率中的最大值对应的输电线路为故障线路；电流振荡变化率计算模块，用于分别计算所述故障线路中的各相的电流振荡变化率，其中，所述电流振荡变化率为所述低频恒流信号与相电流的叠加值；故障相确定模块，用于确定所述电流振荡变化率中的最大值对应的相为故障相。第三方面，本申请实施例部分提供了一种小电流接地故障选线系统，包括：逆变器、逆变控制器、接地选线故障装置、消弧线圈电压互感器、零序电流互感器、电流互感器；逆变器通过电感连接消弧线圈，当发生故障之后，消弧线圈对逆变器充电至固定电压，启动逆变器，所述逆变器用于向配电网中注入低频恒流信号；逆变控制器连接逆变器和接地选线故障装置，所述逆变控制器用于控制所述逆变器产生低频恒流信号；消弧线圈电压互感器连接接地选线故障装置，所述电压互感器用于测量消弧线圈上的电压，并传输至所述接地选线故障装置；零序电流互感器设置在配电网各条线路上，所述零序电流互感器所述连接接地选线故障装置，所述零序电流互感器用于测量配电网各条线路的零序电流，并传输至所述接地选线故障装置；电流互感器设置在线路中的各相上，所述电流互感器连接接地选线故障装置，所述电流互感器用于测量各相上的电流，并传输至所述接地选线故障装置。结合第三方面，在一种实现方式中，所述逆变器包括：四个IGBT元件、四个二极管和并列电容，其中所述二极管为快恢复二极管。本申请实施例公开的一种小电流接地故障选线方法、装置和系统，其中，所述方法包括：获取配电网中消弧线圈两端的电压，当所述消弧线圈两端的电压均大于相电压的一半时，设定延迟时间；在达到所述延迟时间之后，获取逆变器向配电网中注入的低频恒流信号，其中，所述低频恒流信号由逆变控本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种小电流接地故障选线方法，其特征在于，包括：获取配电网中消弧线圈两端的电压，当所述消弧线圈两端的电压均大于相电压的一半时，设定延迟时间；在达到所述延迟时间之后，获取逆变器向配电网中注入的低频恒流信号，其中，所述低频恒流信号由逆变控制器控制逆变器产生；分别计算所述配电网中各条输电线路的零序电流振荡变化率，其中，所述零序电流振荡变化率为所述低频恒流信号与所述输电线路的零序电流的叠加值；确定所述零序电流振荡变化率中的最大值对应的输电线路为故障线路；分别计算所述故障线路中的各相的电流振荡变化率，其中，所述电流振荡变化率为所述低频恒流信号与相电流的叠加值；确定所述电流振荡变化率中的最大值对应的相为故障相。
【技术特征摘要】
1.一种小电流接地故障选线方法，其特征在于，包括：获取配电网中消弧线圈两端的电压，当所述消弧线圈两端的电压均大于相电压的一半时，设定延迟时间；在达到所述延迟时间之后，获取逆变器向配电网中注入的低频恒流信号，其中，所述低频恒流信号由逆变控制器控制逆变器产生；分别计算所述配电网中各条输电线路的零序电流振荡变化率，其中，所述零序电流振荡变化率为所述低频恒流信号与所述输电线路的零序电流的叠加值；确定所述零序电流振荡变化率中的最大值对应的输电线路为故障线路；分别计算所述故障线路中的各相的电流振荡变化率，其中，所述电流振荡变化率为所述低频恒流信号与相电流的叠加值；确定所述电流振荡变化率中的最大值对应的相为故障相。2.根据权利要求1所述小电流接地故障选线方法，其特征在于，所述小电流接地故障选线方法还包括：向逆变控制器发出请求触发脉冲信号，获取逆变器重新向配电网中注入的低频恒流信号。3.根据权利要求1所述的小电流接地故障选线方法，其特征在于，所述逆变器注入低频恒流信号为：i逆＝Idmsin(2πfdt)；其中，Idm为低频恒流信号的幅值，fd为低频恒流信号的频率，t为低频恒流信号的持续时间。4.根据权利要求1所述的小电流接地故障选线方法，其特征在于，所述零序电流振荡变化率的计算方法为：获取第k条线路上的一个振荡周期内的每20ms的零序电流大小，分别表示为：则该条线路零序电流低频振荡幅值大小为：设逆变器模块未发出低频零序电流情况下的零序电流为：则第k条线的零序电流低频振荡幅值变化率为：5.根据权利要求4所述的小电流接地故障选线方法，其特征在于，所述电流振荡变化率的计算方法为：设第k条线路上的三相分别为A、B、C三相，获取A相的一个振荡周期内的每20ms的零序电流大小，分别表示为：IA1、IA2...IAN，则该故障线中的A相电流低频振荡幅值大小为：设逆变器模块未发出低频零序电流情况下的零序电流为：IA，则A相的电流低频振荡幅值变化率为：获取B相的一个振荡周期内的每20ms的零序电流大小，分别表示为：IB1、IB2...IBN，则该故障线中的B相电流低频振荡幅值大小为：设逆变器模块未发出低频零序电流情况下的零序电流为：IB，则B相的电流低频振荡幅值变化率为：获取C相的一个振荡周期内的每20ms的零序电流大小，...
【专利技术属性】
技术研发人员：田庆生，梁仕斌，邓飞，杜景琦，丁心志，章云江，李贻博，
申请(专利权)人：云南电力试验研究院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：云南,53
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