考虑主动干预型消弧装置动作影响的故障诊断方法及系统制造方法及图纸

本公开提出了考虑主动干预型消弧装置动作影响的故障诊断方法及系统，包括：获取高阻接地故障引起消弧装置动作带来的零序电流突变量；基于零序电流突变量计算各线路首端测点的平均改进灰色关联度，平均改进灰色关联度最小的线路即为故障线路；根据故障线路上各测量点的相对位置，将故障线路的主线路划分为N个区段，计算区段k首末两端测量点的改进灰色关联度，改进灰色关联度最小的区段即为故障区段。该方法不受故障点位置、过渡电阻阻值、消弧装置动作初相角和故障类型的影响，在电缆弧光和瞬时性弧光接地的情况下，也能准确辨识故障线路和实现故障区段定位。

【技术实现步骤摘要】
考虑主动干预型消弧装置动作影响的故障诊断方法及系统
本公开属于故障诊断
，尤其涉及考虑主动干预型消弧装置动作影响的故障诊断方法及系统。
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
信息，不必然构成在先技术。主动干预型消弧作为一种新型消弧技术，当配电网发生单相接地故障时，装置通过闭合母线处的故障相快速接地开关，将故障点处弧光接地故障转化为变电站内金属性接地故障，从而钳制故障点电压，降低故障点电流，能够有效阻止故障点电弧重燃以及弧光过电压的产生，目前主动干预型消弧装置已经推广试用。主动干预型消弧装置用于处理单相接地故障，提高故障选相可靠性是主动干预型消弧装置的关键环节，若选相错误，该装置动作后将会引发更为严重的相间短路且具有将故障引入站内的风险。主动干预型消弧装置在灭弧过程中会将母线故障相金属性接地，新增的接地点使得故障相电压降低、零序电压升高，同时也会改变零序电流的幅值、相位特征。但传统故障诊断方法未考虑装置投入对原故障特征的改变，可能导致错误选线及错误定位。
技术实现思路
为克服上述现有技术的不足，本公开提供了考虑主动干预型消弧装置动作影响的故障诊断方法，考虑装置动作带来的新的电气量特征，利用适用于主动干预型消弧装置的故障选线和区段定位，解决现有方法可能失效的问题。为实现上述目的，本公开的一个或多个实施例提供了如下技术方案：第一方面，公开了考虑主动干预型消弧装置动作影响的故障诊断方法，包括：获取高阻接地故障引起消弧装置动作带来的零序电流突变量；基于零序电流突变量计算各线路首端测点的平均改进灰色关联度，平均改进灰色关联度最小的线路即为故障线路；计算故障线路中各区段首末测点之间的改进灰色关联度，输出各区段中改进灰色关联度最小值所对应的区段即为故障区段。进一步的技术方案，故障区段定位时，倘若区段存在分支线路，则应根据分支线路上测量点分布情况，进一步定位至具体的子区段。进一步的技术方案，获取零序电流突变量时，对消弧装置中开关闭合前后的零序电流分别进行归一化处理，利用归一化后的零序电流计算零序电流突变量。进一步的技术方案，还包括：获得零序网络的首容性频带范围，对零序电流进行滤波预处理。进一步的技术方案，对于中性点不接地系统，首容性频带的范围是0～f′Hz，f′为所有健全线路自身串联谐振频率的最小值。进一步的技术方案，改进灰色关联度计算过程为：假设有两个序列x(t)和y(t)，其中x(t)＝(x(1),x(2)…x(n))，y(t)＝(y(1),y(2)…y(n))，定义：序列x(t)和y(t)之间的改进灰色绝对关联度εxy可由下式计算：进一步的技术方案，当配电网发生单相接地故障时，主动干预型消弧装置根据选相判据闭合故障相接地开关，启动故障区段定位流程。第二方面，公开了考虑主动干预型消弧装置动作影响的故障诊断系统，包括：零序电流突变量获取模块，被配置为：获取高阻接地故障引起消弧装置动作带来的零序电流突变量；故障线路确定模块，被配置为：基于零序电流突变量计算各线路首端测点的平均改进灰色关联度，平均改进灰色关联度最小的线路即为故障线路；故障区段确定模块，被配置为：根据故障线路上各测量点的相对位置，将故障线路的主线路划分为N个区段，计算区段k首末两端测量点的改进灰色关联度，改进灰色关联度最小的区段即为故障区段。以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：针对配置有主动干预型消弧装置的中性点不接地系统，提出利用消弧装置动作前后各区段零序电流突变量差异性的故障区段定位方法。各健全线路首端测点的零序电流突变量波形相似，且与故障线路首端测点的波形差异性较大，可首先辨识出故障线路。故障线路中故障区段的首端测点和末端测点的零序电流突变量波形差异性较大，而健全区段的首末端测点波形相似，可进一步确定出故障区段。该方法不受故障点位置、过渡电阻阻值、消弧装置动作初相角和故障类型的影响，在电缆弧光和瞬时性弧光接地的情况下，也能准确辨识故障线路和实现故障区段定位。本专利技术附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。图1为本公开实施例不接地系统典型相频特性。图2为本公开实施例方法的流程图。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。实施例一本实施例公开了考虑主动干预型消弧装置动作影响的故障诊断方法，结合装置动作带来的电气量特征(如三相电压、电流)的时序变化特性，提出适用于主动干预型消弧装置的故障选线和区段定位方法。具体包括：获取零序电流突变量：当发生高阻接地故障时，各线路的零序电流较小。消弧装置动作后，相当于母线处发生金属性接地故障，各线路的零序电流很大。若直接采用装置动作前后的零序电流进行突变量的计算，会导致突变量近似等于开关闭合后的零序电流，产生大数吃小数的情况，不能间接反映零序电流相位的变化。因此需要对开关闭合前后的零序电流分别进行归一化处理式中I表示零序电流，max{|I(t)|}为幅值最大值。利用归一化后的零序电流I′，可计算零序电流突变量：ΔI′＝I′(t0+T)-I′(t0-T)(2)式中t0为故障时刻，T为工频周期，ΔI′为归一化处理后的零序电流突变量，避免了大数吃小数的情况，能更好反应零序电流的相位变化情况。计算零序电流突变量之后，根据零序电流突变量，进行故障检测。为排除电网中电力电子负荷引起的谐波等高频分量的影响，确定首容性频带：由于故障特征暂态量，集中在某特征频带内；通过计算这个频带，可以过滤其他高频扰动分量，提高算法的精确性。上述的分析是建立在理想的线路对地电容模型基础上，但实际线路阻抗会交替呈现容性和感性，导致暂态零序电流的频率成分十分复杂。因此需要找到零序网络的首容性频带范围，对零序电流进行滤波预处理，使所提算法到达更优的效果。根据电路原理，长度为L的线路的输入阻抗为：式中r0、l0和c0分别为单位长度零序电阻、零序电感和零序电容。单条本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.考虑主动干预型消弧装置动作影响的故障诊断方法，其特征是，包括：/n获取高阻接地故障引起消弧装置动作带来的零序电流突变量；/n基于零序电流突变量计算各线路首端测点的平均改进灰色关联度，平均改进灰色关联度最小的线路即为故障线路；/n计算故障线路中各区段首末测点之间的改进灰色关联度，输出各区段中改进灰色关联度最小值所对应的区段即为故障区段。/n

【技术特征摘要】
1.考虑主动干预型消弧装置动作影响的故障诊断方法，其特征是，包括：
获取高阻接地故障引起消弧装置动作带来的零序电流突变量；
基于零序电流突变量计算各线路首端测点的平均改进灰色关联度，平均改进灰色关联度最小的线路即为故障线路；
计算故障线路中各区段首末测点之间的改进灰色关联度，输出各区段中改进灰色关联度最小值所对应的区段即为故障区段。


2.如权利要求1所述的考虑主动干预型消弧装置动作影响的故障诊断方法，其特征是，故障区段定位时，倘若区段存在分支线路，则应根据分支线路上测量点分布情况，进一步定位至具体的子区段。


3.如权利要求1所述的考虑主动干预型消弧装置动作影响的故障诊断方法，其特征是，获取零序电流突变量时，对消弧装置中开关闭合前后的零序电流分别进行归一化处理，利用归一化后的零序电流计算零序电流突变量。


4.如权利要求1所述的考虑主动干预型消弧装置动作影响的故障诊断方法，其特征是，还包括：获得零序网络的首容性频带范围，对该频带范围内的零序电流进行滤波预处理。


5.如权利要求4所述的考虑主动干预型消弧装置动作影响的故障诊断方法，其特征是，对于中性点不接地系统，首容性频带的范围是0～f′Hz，f′为所有健全线路自身串联谐振频率的最小值。


6.如权利要求1所述的考虑主动干预型消弧装置动作影响的故障诊断方法，其特征是，改进灰色关联度计算过程为：
假设有两个序列x(t)和y(t)，其中x(t)＝(x(1),x(2)…x(n))，y(t)＝(y(1),y(2)…y...

【专利技术属性】
技术研发人员：王鹏，冯光，石访，徐凯，陈明，徐铭铭，董轩，张建宾，李宗峰，
申请(专利权)人：国网河南省电力公司电力科学研究院，山东大学，
类型：发明
国别省市：河南;41