配电网单相接地故障选线方法、系统、介质及设备技术方案

本公开提供了一种配电网单相接地故障选线方法、系统、介质及设备，获取流过馈线区段各开关处的三相电流和中性点电压；当中性点电压大于第一预设阈值时，单相接地故障发生，设定为第一时刻；获取各个开关处的零序电流幅值，当第一时刻后的预设时间内中性点的电压依然大于第一预设阈值时，向中性点消弧线圈的并联电阻发出投入指令；再次计算相应开关处的零序电流幅值，得到并联电阻投入前后馈线各开关处零序电流幅值差的绝对值；计算馈线相邻开关处零序电流幅值差的绝对值之比，当该值大于第二预设阈值时判定为故障区段，故障区段所在线路为故障线路；本公开仅利用零序电流信息，即可实现故障选线与区段定位，在高阻接地情况下具有较高的灵敏度。

【技术实现步骤摘要】
配电网单相接地故障选线方法、系统、介质及设备
本公开涉及配电网故障选线
，特别涉及一种配电网单相接地故障选线方法、系统、介质及设备。
技术介绍
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的
技术介绍
，并不必然构成现有技术。配电网是指从输电网或地区发电厂接受电能，通过配电设施就地分配或按电压逐级分配给各类用户的电力网，由架空线路、电缆、杆塔、配电变压器、隔离开关、无功补偿器及一些附属设施等组成，在电力网中起重要分配电能作用。由于配电网结构复杂、接线众多，线路故障的情况时有发生，当小电流系统发生单相接地故障后，必须及时发现故障线路并排除故障，这对于电网的安全运行、提高供电的可靠性有着非常重要的意义。但由于故障电流较小，而且受配电网运行方式等的影响，导致单相接地故障选线的准确率较低，增加了故障的排查难度。本公开专利技术人发现，小电流接地系统发生单相接地故障时产生的零序分量包含大量故障信息，这些电气量特征都可用来对配电网进行故障选线和区段定位。现有技术提出了一种基于零序电流比幅法的选线方案。该技术根据系统故障的稳态电流特征来进行选线，比较母线处各出线零序电流幅值大小，其中幅值最大的线路即为故障线路。但是，当幅值差距不大或母线故障时，会造成选线失败，此外还有各种复杂因素的影响，如不平衡CT、中性点经消弧线圈接地时电容电流被补偿等问题，使得该技术适用范围较小。现有技术将零序电流幅值比较法和比相法结合，其原理为接地故障线路的零序电流幅值大于其他正常线路且故障线路和正常线路中的零序电流方向不一致。当某出线零序电流大于设定的整定值且其余出线零序电流方向都和该线路不同时，该线路即为故障线路。将比幅和比相两种方法结合，一定程度上提高了选线的灵敏度。但在中性点经消弧线圈接地系统中，消弧线圈一般处于过补偿状态，因此线路零序电流方向一致，该技术失效。现有技术提出了一种基于有功分量法的故障选线方案，根据配电网中各线路存在对地电导，消弧线圈串联或并联电阻时发生单相接地故障后，会产生不被消弧线圈补偿的有功电流。以零序电压为参考量，提取有功分量，利用故障线路零序电流有功分量比非故障线路大且方向相反来选线。该方案随不受消弧线圈的限制，但是接地电流中有功分量较少，检测灵敏度低且受接地电阻和CT不平衡的影响。现有技术提出了一种利用谐波进行选线的方案。该方案根据消弧线圈对五次谐波的影响较小，直接利用故障线路五次谐波分量的幅值较非故障线路大且方向不同来选线。但是，当接地电阻较大时，谐波分量小，不容易检测。现有技术利用故障时的零序附加电源对线路导纳系数的影响，提出了一种基于零序导纳法的故障选线方案，该方案的灵敏度较高，有较高的准确率，但需配合能自动协调的消弧线圈使用，且未考虑间歇性瞬时故障对其的影响。现有技术基于零序电流电压暂态过程的研究，提出了一种利用故障线路零序暂态电流和电压极性与非故障线路差异的故障选线方案。该方案选线速度快，但是如果故障发生在相电压过零点时，暂态电流信号非常弱，不具备在现有配电网中应用的条件。现有技术基于对暂态突变电流的分析，提出一种基于小波分析法的选线方案，根据小波变换后各条线路零序电流模极大值的峰值和相位进行对比和分析，模极大值最大且相位与其他线路相反的线路即为故障线路。但该方案对小波基函数的选取要求较高，并未考虑高阻接地对其的影响。现有技术基于零序电压和电流对时间的积分，提出暂态能量法的保护方案，该方案根据故障线路和非故障线路能量函数的正负不同，且非故障线路能量函数总和等于故障线路能量函数的绝对值进行选线。该方案快速可靠，但存在有功分量在暂态电流中所占成分小的缺点。
技术实现思路
为了解决现有技术的不足，本公开提供了一种配电网单相接地故障选线方法、系统、介质及设备，通过控制中性点消弧线圈并联电阻的投入，改变零序电流的大小，由此根据馈线区段各开关处零序电流幅值增量的差异构造故障选线与区段定位判据，仅利用零序电流信息，即可实现故障选线与区段定位，在高阻接地情况下具有较高的灵敏度。为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：本公开第一方面提供了一种配电网单相接地故障选线方法。一种配电网单相接地故障选线方法，包括以下步骤：获取流过馈线区段各开关处的三相电流和中性点电压；当中性点电压大于第一预设阈值时，单相接地故障发生，设定为第一时刻；获取各个开关处的零序电流幅值，当第一时刻后的预设时间内中性点的电压依然大于第一预设阈值时，向中性点消弧线圈的并联电阻发出投入指令；再次计算相应开关处的零序电流幅值，得到并联电阻投入前后馈线各开关处零序电流幅值差的绝对值；计算馈线相邻开关处零序电流幅值差的绝对值之比，当该值大于第二预设阈值时判定为故障区段，故障区段所在线路为故障线路。本公开第二方面提供了一种配电网单相接地故障选线系统。一种配电网单相接地故障选线系统，包括：数据获取模块，被配置为：获取流过馈线区段各开关处的三相电流和中性点电压；故障预判模块，被配置为：当中性点电压大于第一预设阈值时，单相接地故障发生，设定为第一时刻；电阻投切模块，被配置为：获取各个开关处的零序电流幅值，当第一时刻后的预设时间内中性点的电压依然大于第一预设阈值时，向中性点消弧线圈的并联电阻发出投入指令；数据处理模块，被配置为：再次计算相应开关处的零序电流幅值，得到并联电阻投入前后馈线各开关处零序电流幅值差的绝对值；故障区段识别模块，被配置为：计算馈线相邻开关处零序电流幅值差的绝对值之比，当该值大于第二预设阈值时判定为故障区段，故障区段所在线路为故障线路。本公开第三方面提供了一种介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现如本公开第一方面所述的配电网单相接地故障选线方法中的步骤。本公开第四方面提供了一种设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现如本公开第一方面所述的配电网单相接地故障选线方法中的步骤。与现有技术相比，本公开的有益效果是：1、本公开所述的方法、系统、介质及电子设备，通过控制中性点消弧线圈并联电阻的投入，改变零序电流的大小，由此根据馈线区段各开关处零序电流幅值增量的差异构造故障选线与区段定位判据，仅利用零序电流信息，仅需馈线终端间的实时通信，即可实现故障选线与区段定位，在高阻接地情况下具有较高的灵敏度。2、本公开所述的方法、系统、介质及电子设备，仅利用各个馈线终端采集的电流信息即可选出故障线路还可以定位故障区段，无需在各开关处加装电压互感器，也无需专门的故障选线装置，具有较高的经济性。3、本公开所述的方法、系统、介质及电子设备，充分体现了零序故障电流在继电保护中的优良性能，能够可靠选择故障线路，定位故障区段，不受故障位置影响，耐受过渡电阻能力强，且具有较高的灵敏度。4、本公开所述的方法、系统、介质及电子设备，选线方法原理简单、清楚，识别本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种配电网单相接地故障选线方法，其特征在于，包括以下步骤：/n获取流过馈线区段各开关处的三相电流和中性点电压；/n当中性点电压大于第一预设阈值时，单相接地故障发生，设定为第一时刻；/n获取各个开关处的零序电流幅值，当第一时刻后的预设时间内中性点的电压依然大于第一预设阈值时，向中性点消弧线圈的并联电阻发出投入指令；/n再次获取各个开关处的零序电流幅值，得到并联电阻投入前后馈线各开关处零序电流幅值差的绝对值；/n计算馈线相邻开关处零序电流幅值差的绝对值之比，当该值大于第二预设阈值时判定为故障区段，故障区段所在线路为故障线路。/n

【技术特征摘要】
1.一种配电网单相接地故障选线方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取流过馈线区段各开关处的三相电流和中性点电压；
当中性点电压大于第一预设阈值时，单相接地故障发生，设定为第一时刻；
获取各个开关处的零序电流幅值，当第一时刻后的预设时间内中性点的电压依然大于第一预设阈值时，向中性点消弧线圈的并联电阻发出投入指令；
再次获取各个开关处的零序电流幅值，得到并联电阻投入前后馈线各开关处零序电流幅值差的绝对值；
计算馈线相邻开关处零序电流幅值差的绝对值之比，当该值大于第二预设阈值时判定为故障区段，故障区段所在线路为故障线路。


2.如权利要求1所述的配电网单相接地故障选线方法，其特征在于，当第一时刻后的预设时间内中性点的电压依然小于第一预设阈值时，判定为故障消失。


3.如权利要求1所述的配电网单相接地故障选线方法，其特征在于，所述第一预设阈值为0.4倍的额定相电压。


4.如权利要求1所述的配电网单相接地故障选线方法，其特征在于，馈线相邻开关处零序电流幅值差的绝对值之比大于3时，为判断这两个相邻开关之间为故障区段，否则为非故障区段。


5.如权利要求1所述的配电网单相接地故障选线方法，其特征在于，中性点消弧线圈的并联电阻接入后，系统接地点电流和电容电流升高，中性点电压降低，放大故障信号。


6.如权利要求5所述的配电网单相接地故障选线方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙良志，张涛，钱军，陈芳，韩广瑞，贾凯莉，刘希峰，贾玭，蒋立潇，肖清仆，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司聊城供电公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37