一种分布式小电流接地故障定位方法技术

本申请公开了一种分布式小电流接地故障定位方法根据矩阵理论对分布式故障定位系统拓扑查询结果进行建模，利用拓扑描述矩阵反应控制域内各节点间的相应位置。利用各终端采集节点的暂态零序电压和零序电流信号求取暂态无功功率方向，形成故障信息矩阵；最后将拓扑描述矩阵和故障信息矩阵相结合形成故障判断矩阵，应用故障统一判据，确定故障所在区段。该方法利用矩阵理论计算量小、直观等优势，实现了线路拓扑与故障信息的有效融合，适用于主从控制或主从和协同控制相结合的控制模式，提高故障路径查找速度，而且有效解决了配电线路T型接线处以及末端故障等故障定位盲区，从而提高了配电网分布式小电流接地故障定位的准确率。

【技术实现步骤摘要】
一种分布式小电流接地故障定位方法
本申请涉及电气
，尤其涉及一种分布式小电流接地故障定位方法。
技术介绍
我国10kV及以下中低压配电网中性点广泛采用不接地或经消弧线圈接地方式运行，发生单相(小电流)接地故障时故障信号微弱，不易检测，而单相接地故障发生频率高，加之配电网分支众多、负荷分布随机等原因，使的小电流接地故障定位成为配电网故障处理的一大技术难题。目前小电流接地故障定位方法主要分为集中型FA(feederautomation,馈线自动化)和就地型FA，其中就地型FA又分为重合器式和智能分布式两类，智能分布式FA以其参与环节少、动作速度快、不依赖主站等优势成为研究热点。智能分布式控制方法主要分为协同式控制和主从式控制，其中主从式控制模式是由主控终端接收控制域内从终端上传的故障信息，结合线路拓扑结构，判断故障区段，但如何将线路拓扑结构和故障信息有效融合，对提高主从控制模式下故障定位速度和准确性具有重要意义。
技术实现思路
本申请提供了一种分布式小电流接地故障定位方法，以解决判断电网故障区段的技术问题。为了解决上述技术问题，本申请实施例公开了如下技术方案：本申请实施例公开了一种分布式小电流接地故障定位方法，包括：根据矩阵理论对分布式故障定位系统拓扑查询结果建立拓扑描述矩阵；采集各节点的零序电压和零序电流信号；利用所述零序电压和所述零序电流求取各所述节点的暂态无功功率方向；利用所述暂态无功功率方向组建故障信息矩阵；利用所述故障信息矩阵与所述拓扑描述矩阵得到故障判断矩阵；利用所述故障判断矩阵和故障统一判据，确定故障所在区段。可选的，根据矩阵理论对分布式故障定位系统拓扑查询结果建立拓扑描述矩阵，包括：对分布式故障定位系统进行线路拓扑查询，得到拓扑查询结果；根据所述拓扑查询结果，以各从终端为节点，将各所述节点的地址信息进行统一编码，同时设定由电源节点至各末端节点为正方向；建立拓扑描述矩阵D，若有n个节点的线路，则构造一个n×n的方阵，矩阵Dn×n中的元素dij定义如下：可选的，利用所述零序电压和所述零序电流求取各所述节点的暂态无功功率方向，包括：将所述零序电压与预设阈值进行比较。如果存在n个连续的节点中有n-1个的零序电压幅值大于所述阈值，利用所述零序电压和所述零序电流求取各所述节点的暂态无功功率方向。连续的节点表示电流依次各沿节点流过，此处n≥3。否则，返回采集各节点的零序电压和零序电流信号。可选的，所述利用所述零序电压和所述零序电流求取各所述节点的暂态无功功率方向的过程为：对所述零序电压和所述零序电流的暂态量进行滤波处理，提取预设频带内的零序电压暂态信号和零序电流暂态信号；利用所述零序电压暂态信号和所述零序电流暂态信号，求取各所述节点的暂态无功功率；利用所述暂态无功功率计算暂态无功功率方向。可选的，利用所述零序电压和所述零序电流求取各所述节点的暂态无功功率方向，包括：将所述零序电压与预设阈值进行比较；如果存在n个连续的节点中有n-1个的零序电压幅值大于所述阈值，利用所述零序电压和所述零序电流求取各所述节点的暂态无功功率方向；否则，返回采集各节点的零序电压和零序电流信号。可选的，利用所述零序电压和所述零序电流求取各所述节点的暂态无功功率方向的计算过程为：对所述零序电压和所述零序电流的暂态量进行滤波处理，提取预设频带内的零序电压暂态信号和零序电流暂态信号；利用所述零序电压暂态信号和所述零序电流暂态信号，求取各所述节点的暂态无功功率；利用所述暂态无功功率计算暂态无功功率方向。可选的，求取各所述节点的暂态无功功率的计算公式为：式(2)中：Sm为节点m的暂态无功功率；u0为节点m的暂态零序电压；为u0(t)的Hilbert变换；T为暂态过程数据长度。可选的，利用所述暂态无功功率计算暂态无功功率方向，计算公式为：Qm＝signSm(3),式(3)中，Sm所述暂态无功功率。可选的，所述预设频带为：2kHz～100kHz。可选的，所述预设阈值为：UOD＝KrelU0(1)式(1)中，Krel为可靠系数；U0为流过所述节点的零序电压的有效值。与现有技术相比，本申请的有益效果为：本申请实施例公开了一种分布式小电流接地故障定位方法根据矩阵理论对分布式故障定位系统拓扑查询结果进行建模，利用拓扑描述矩阵反应控制域内各节点间的相应位置。利用各终端采集节点的暂态零序电压和零序电流信号求取暂态无功功率方向，形成故障信息矩阵；最后将拓扑描述矩阵和故障信息矩阵相结合形成故障判断矩阵，应用故障统一判据，确定故障所在区段。该方法利用矩阵理论计算量小、直观等优势，实现了线路拓扑与故障信息的有效融合，适用于主从控制或主从和协同控制相结合的控制模式，提高故障路径查找速度，而且有效解决了配电线路T型接线处以及末端故障等故障定位盲区，从而提高了配电网分布式小电流接地故障定位的准确率。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。附图说明为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请实施例提供的一种分布式小电流接地故障定位方法流程图；图2为本申请实施例提供的一种馈线架构示意图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。本实施例的实现基于主从控制模式分布式故障定位系统，由线路监测终端、通信网络以及配电自动化主站构成。由线路出口终端充当主控终端，线路其他终端充当从终端，线路监测终端主要包括配电自动化终端、故障指示器等。结合图1所示，本申请实施例提供了一种分布式小电流接地故障定位方法，包括：S100：根据矩阵理论对分布式故障定位系统拓扑查询结果建立拓扑描述矩阵。对分布式故障定位系统进行线路拓扑查询，得到拓扑查询结果。根据所述拓扑查询结果，以各从终端为节点，将各所述节点的地址信息进行统一编码，同时设定由电源节点至各末端节点为正方向。建立拓扑描述矩阵D，若有a个节点的线路，则构造一个a×a的方阵，矩阵Da×a中的元素dij定义如下：S200：采集各节点的零序电压和零序电流信号。主从控制模式分布式故障定位系统中的各从终端采集相对应节点的零序电压和零序电流信号。S300：利用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分布式小电流接地故障定位方法，其特征在于，包括：/n根据矩阵理论对分布式故障定位系统拓扑查询结果建立拓扑描述矩阵；/n采集各节点的零序电压和零序电流信号；/n利用所述零序电压和所述零序电流求取各所述节点的暂态无功功率方向；/n利用所述暂态无功功率方向组建故障信息矩阵；/n利用所述故障信息矩阵与所述拓扑描述矩阵得到故障判断矩阵；/n利用所述故障判断矩阵和故障统一判据，确定故障所在区段。/n

【技术特征摘要】
1.一种分布式小电流接地故障定位方法，其特征在于，包括：
根据矩阵理论对分布式故障定位系统拓扑查询结果建立拓扑描述矩阵；
采集各节点的零序电压和零序电流信号；
利用所述零序电压和所述零序电流求取各所述节点的暂态无功功率方向；
利用所述暂态无功功率方向组建故障信息矩阵；
利用所述故障信息矩阵与所述拓扑描述矩阵得到故障判断矩阵；
利用所述故障判断矩阵和故障统一判据，确定故障所在区段。


2.根据权利要求1所述的分布式小电流接地故障定位方法，其特征在于，根据矩阵理论对分布式故障定位系统拓扑查询结果建立拓扑描述矩阵，包括：
对分布式故障定位系统进行线路拓扑查询，得到拓扑查询结果；
根据所述拓扑查询结果，以各从终端为节点，将各所述节点的地址信息进行统一编码，同时设定由电源节点至各末端节点为正方向；
建立拓扑描述矩阵D，若有n个节点的线路，则构造一个n×n的方阵，矩阵Dn×n中的元素dij定义如下：





3.根据权利要求1所述的分布式小电流接地故障定位方法，其特征在于，利用所述零序电压和所述零序电流求取各所述节点的暂态无功功率方向，包括：
将所述零序电压与预设阈值进行比较；
如果存在n个连续的节点中有n-1个的零序电压幅值大于所述阈值，利用所述零序电压和所述零序电流求取各所述节点的暂态无功功率方向；
否则，返回采集各节点的零序电压和...

【专利技术属性】
技术研发人员：王洪林，卢正权，高黎明，杨承辰，张海台，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：云南;53