一种园区供电线路短路故障诊断方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及一种园区供电线路短路故障诊断方法和系统，包括：基于园区各供电线路上各监测点的监测数据和预先构建的知识经验库，利用边缘计算技术对园区供电线路是否会发生短路故障及发生短路故障时的短路故障类型进行预判；当存在即将发生短路故障的情况时，采用故障电流相位分析技术，定位园区将发生短路故障的供电线路的故障点；其中，所述预先构建的知识经验库由基于园区各供电线路历史短路故障时故障相的电量特征确定的。本发明专利技术提供的技术方案，能够提前准确的预判园区供电线路是否会发生短路故障及发生短路故障时的短路故障类型，并定位发生短路故障的供电线路的故障点，实现园区供电线路电能质量的全息感知。实现园区供电线路电能质量的全息感知。实现园区供电线路电能质量的全息感知。

【技术实现步骤摘要】
一种园区供电线路短路故障诊断方法和系统


[0001]本专利技术涉及故障诊断
，具体涉及一种园区供电线路短路故障诊断方法和系统。

技术介绍

[0002]园区对于区域经济发展、产业结构调整、自主创新、城市化及文化塑造等都具有十分重要的意义。
[0003]园区供电线路故障会影响园区的正常供电以及园区内设备的运行安全，园区供电线路故障最常见的一种是短路故障，当园区供电线路发生短路故障时，由于电源供电回路的阻抗减小以及突然短路时的暂态过程，使短路回路中的短路电流值大大增加，可能远远超过额定电流，有可能烧坏园区电气设备。此外，导体也会因受到很大的电动力的冲击致使变形或损坏，同时线路短路还会引起园区电网电压降低，特别是靠近短路点处的电压下降得最多，结果可能使部分园区用户的供电受到破坏。因此，如何实现园区内供电线路短路故障预判就成为一个重要课题。
[0004]当前园区供电线路的短路故障诊断还停留在先发生故障后抢修的基础阶段，较少涉及短路故障预测技术，且已经公开的故障预测技术仅以电压、电流幅值的定性分析结果作为故障预测的判别依据，因此故障预测精度较低，无法保证园区的安全高效运行。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种园区供电线路短路故障诊断方法，该方法能够提前判定园区内即将发生短路故障的供电线路，以及该供电线路发生的短路故障类型，实现园区供电线路电能质量的全息感知。
[0006]具体包括：
[0007]基于园区各供电线路上各监测点的监测数据和预先构建的知识经验库，利用边缘计算技术对园区供电线路是否会发生短路故障及发生短路故障时的短路故障类型进行预判；
[0008]当存在即将发生短路故障的情况时，采用故障电流相位分析技术，定位园区将发生短路故障的供电线路的故障点；
[0009]其中，所述预先构建的知识经验库由基于园区各供电线路历史短路故障时故障相的电量特征确定的。
[0010]优选的，所述监测数据包括：各相电压、各相电流、各相零序电压和各相零序电流；
[0011]所述电量特征，包括：电压变化率、电流变化率、零序电压存在情况和零序电流存在情况；
[0012]所述故障类型，包括：单相短路故障、两相短路故障、两相接地短路故障和三相短路故障；
[0013]其中，所述单相短路故障，包括：A相短路故障、B相短路故障和C相短路故障；
[0014]所述两相短路故障，包括：AB相短路故障、BC相短路故障和AC相短路故障；
[0015]所述两相接地短路故障，包括：AB相接地短路故障、BC相接地短路故障和AC相接地短路故障。
[0016]进一步的，所述预先构建的知识经验库的构建过程，包括：
[0017]获取园区各供电线路在各类短路故障发生时刻故障相的电流变化率和电压变化率；
[0018]将园区各供电线路在各类短路故障的所有发生时刻故障相的电流变化率/电压变化率的最小值作为园区各供电线路在各类短路故障下故障相的电压变化率警戒阈值/电流变化率警戒阈值；
[0019]基于园区各供电线路在各类短路故障下故障相的电压变化率警戒阈值、电流变化率警戒阈值、零序电压存在情况和零序电流存在情况，生成知识经验库；
[0020]其中，所述各类短路故障下故障相的零序电压存在情况和零序电流存在情况是预先确定的。
[0021]进一步的，所述故障相/各相的电压变化率是根据正常工作电压幅值和电压幅值减小后的数值并利用电压变化率计算式计算的；
[0022]所述故障相/各相的电流变化率是根据正常工作电流幅值和电流幅值增大后的数值，并利用电流变化率计算式计算的。
[0023]进一步的，所述电流变化率计算式如下所示：
[0024][0025]式中，I
d
为电流幅值增大后的数值，I
e
为正常工作电流幅值，τ为自由分量衰减时间常数，为电流变化率；
[0026]其中，自由分量衰减时间常数τ的计算公式如下：
[0027][0028]式中，K
M
为短路电流冲击系数；
[0029]所述电压变化率计算式如下所示：
[0030][0031]式中，U
d
为电压幅值减小后的数值，U
e
为正常工作电压幅值，ΔU％为电压变化率。
[0032]进一步的，所述基于园区各供电线路上各监测点的监测数据和预先构建的知识经验库，利用边缘计算技术对园区供电线路是否会发生短路故障及发生短路故障时的短路故障类型进行预判，包括：
[0033]对园区各供电线路上各监测点的监测数据进行边缘计算，确定园区各供电线路上各监测点处各相的电量特征；
[0034]利用园区各供电线路上各监测点处各相的电量特征和知识经验库，对园区供电线路是否会发生短路故障及发生短路故障时的短路故障类型进行预判。
[0035]进一步的，所述利用园区各供电线路上各监测点处各相的电量特征和知识经验库，对园区供电线路是否会发生短路故障及发生短路故障时的短路故障类型进行预判，包括：
[0036]将园区各供电线路上各监测点处各相的电压变化率、电流变化率、零序电压存在情况和零序电流存在情况与园区各供电线路在各类短路故障下故障相的电压变化率警戒阈值、电流变化率警戒阈值、零序电流存在情况和零序电压存在情况进行对比；
[0037]若园区供电线路上任一监测点处的各相的电压变化率、电流变化率、零序电压存在情况和零序电流存在情况与园区供电线路在任一类短路故障下故障相的电压变化率警戒阈值、电流变化率警戒阈值、零序电流存在情况和零序电压存在情况的对比结果满足判定条件，则园区供电线路即将发生相应类型的短路故障；否则，园区供电线路运行正常。
[0038]进一步的，所述判定条件需同时满足下述约束：
[0039]园区供电线路相应相的电压变化率大于故障相的电压变化率警戒阈值与预设极小值的差值；
[0040]园区供电线路相应相的电流变化率大于故障相的电流变化率警戒阈值与预设极小值的差值；
[0041]园区供电线路相应相的零序电压存在情况和零序电流存在情况与故障相的零序电压存在情况和零序电流存在情况一致。
[0042]优选的，所述当存在即将发生短路故障的情况时，采用故障电流相位分析技术，定位园区将发生短路故障的供电线路的故障点，包括：
[0043]基于园区即将发生短路故障的供电线路上各监测点处的电压幅值和相角，采用故障电流相位分析技术确定园区即将发生短路故障的供电线路上各点的故障方向；
[0044]基于园区即将发生短路故障的供电线路上各点的故障方向，定位园区即将发生短路故障的供电线路的故障点；
[0045]其中，所述故障方向包括正向故障和反向故障；故障电流与线路潮流的方向相同时为正向故障，故障电流与线路潮流的方向相反时为反向故障。
[0046]基于同一专利技术构思，本专利技术还提供一种园区供电线路短路故障本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种园区供电线路短路故障诊断方法，其特征在于，所述方法包括：基于园区各供电线路上各监测点的监测数据和预先构建的知识经验库，利用边缘计算技术对园区供电线路是否会发生短路故障及发生短路故障时的短路故障类型进行预判；当存在即将发生短路故障的情况时，采用故障电流相位分析技术，定位园区将发生短路故障的供电线路的故障点；其中，所述预先构建的知识经验库由基于园区各供电线路历史短路故障时故障相的电量特征确定的。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述监测数据包括：各相电压、各相电流、各相零序电压和各相零序电流；所述电量特征，包括：电压变化率、电流变化率、零序电压存在情况和零序电流存在情况；所述短路故障类型，包括：单相短路故障、两相短路故障、两相接地短路故障和三相短路故障；其中，所述单相短路故障，包括：A相短路故障、B相短路故障和C相短路故障；所述两相短路故障，包括：AB相短路故障、BC相短路故障和AC相短路故障；所述两相接地短路故障，包括：AB相接地短路故障、BC相接地短路故障和AC相接地短路故障。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预先构建的知识经验库的构建过程，包括：获取园区各供电线路在各类短路故障发生时刻故障相的电流变化率和电压变化率；将园区各供电线路在各类短路故障的所有发生时刻故障相的电流变化率/电压变化率的最小值作为园区各供电线路在各类短路故障下故障相的电压变化率警戒阈值/电流变化率警戒阈值；基于园区各供电线路在各类短路故障下故障相的电压变化率警戒阈值、电流变化率警戒阈值、零序电压存在情况和零序电流存在情况，生成知识经验库；其中，所述各类短路故障下故障相的零序电压存在情况和零序电流存在情况是预先确定的。4.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述故障相/各相的电压变化率是根据正常工作电压幅值和电压幅值减小后的数值并利用电压变化率计算式计算的；所述故障相/各相的电流变化率是根据正常工作电流幅值和电流幅值增大后的数值，并利用电流变化率计算式计算的。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述电流变化率计算式如下所示：式中，I
d
为电流幅值增大后的数值，I
e
为正常工作电流幅值，τ为自由分量衰减时间常数，为电流变化率；其中，自由分量衰减时间常数τ的计算公式如下：
式中，K
M
为短路电流冲击系数；所述电压变化率计算式如下所示：式中，U
d
为电压幅值减小后的数值，U
e
为正常工作电压幅值，ΔU％为电压变化率。6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于园区各供电线路上各监测点的监测数据和预先构建的知识经验库，利用边缘计算技...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘明明，钟小强，覃剑，田世明，陈宋宋，韩凝晖，宫飞翔，王伟，李义民，游元通，何胜，
申请(专利权)人：国网福建省电力有限公司厦门供电公司国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：