基于双电压互感器阻尼差值实时测量的配电网高阻接地故障辨识方法技术

本发明专利技术公开了一种基于双电压互感器阻尼率实时测量的配电网故障辨识方法。包括以下步骤：首先经配电网系统的三相电压互感器向系统注入异频恒幅的小电流特征信号，根据另一端三相空载电压互感器检测返回信号，测算正常运行状态下的配电网等效阻尼率。若配网系统发生接地故障，结合故障时实时返回特征信号与正常情况下的等效阻尼率计算出配电网的阻尼率差值系数，通过差值系数与差值阈值系数的比较，实现高阻接地故障的高精度辨识。仿真结果表明，该方法故障辨识范围广，不受系统不对称度的影响，且双电压互感器巧妙地消除了漏阻、漏抗对测量的影响，有效地解决了传统故障检测方法抗过渡电阻能力较低的问题。过渡电阻能力较低的问题。过渡电阻能力较低的问题。

【技术实现步骤摘要】
基于双电压互感器阻尼差值实时测量的配电网高阻接地故障辨识方法


[0001]本专利技术涉及配电网接地故障辨识
，特别涉及一种基于双电压互感器阻尼差值实时测量的配电网高阻接地故障辨识方法。

技术介绍

[0002]配电网深入用电终端区域，运行环境复杂多变，极易发生高阻接地故障，故障检测作为故障处理的前提条件，对保障配电网供电可靠性与安全性具有重大意义。传统配电网主要通过检测中性点的零序电压幅值进行故障辨识，但当发生高阻接地故障时，中性点零序电压偏移量小该方法此时就难以进行有效的故障辨识，且该方法无法可靠地完成由配电系统铁磁谐振、系统不对称度等原因产生较大零序位移电压与接地故障所造成的零序偏移电压之间的区分。因此，通过中性点零序电压幅值进行高阻接地故障辨识的方法一定程度上就极易引起配电网的故障误报，如:在系统处于全补偿条件下，中性点的接地电感和系统对地电容易发生串联谐振，从而让中性点产生很高的零序电压，谐振零序过电压大大超过动作整定值，引起保护误动。
[0003]由于采用零序电压启动保护设备受到诸多因素的影响，因此国内外开始尝试采用零序电压以外的方法进行接地故障辨识，如：有效利用故障前后相关电压、电流的幅值与相角关系进行故障辨识、傅里叶变换法、小波分析法、能量法、注入法等。基于电压、电流幅值与相角关系进行故障辨识的方法，常通过实时检测各条线路出口的A、B、C三相电压相位和大小，利用故障前后的相位差变化来辨识接地故障，但是该方法的检测精度有限，受暂态过程影响，并且高阻接地故障时相关电气量的变化量极小，因此难以进行高阻接地故障，同时也无法有效地排除铁磁谐振等原因对接地故障判据的影响。基于小波变换的故障分析方法是一种时频特性分析方法，在时域和频域上都能够对暂态信号进行分析，能够较为准确地表征暂态信号的局部特征。因此，小波变换方法在配电网故障检测方面得到了广泛应用。该类文献利用小波变换将暂态行波信号在时域和频域内分解，然后通过构造时频特征向量来反映信号的时频特性，具有较高的检测精度和准确度。但是暂态行波信号并不仅仅只在接地故障情形下才产生，并且高阻接地故障时的暂态行波信号往往是较为弱小的，因此对高阻接地故障时暂态行波检测精度有着更高的要求，那么此时难免就会产生误判。以上利用小波变换进行接地故障辨识的方法，高阻接地故障时都较难保证小电流、小电压信号检测的精确性，因此存在一定的弊端。
[0004]综上所述，现有接地故障检测方法外都是被动式故障检测方法，皆存在一定的局限性，如：配电网高阻接地故障识别困难、高阻接地故障被动式感知不够灵敏以及难以与三相不平衡等原因所造成的零序过电压相区分等问题。不利于日常运行中的故障识别。

技术实现思路

[0005]为了解决目前接地故障检测不准确的技术问题，本专利技术提出了一种基于双电压互
感器阻尼实时测量的配电网高阻接地故障辨识的主动式检测方法，该方法将故障检测由被动式检测变为主动式检测，有效的弥补了这些缺陷。该方法可对多种接地故障类型进行有效识别，不受系统不对称度的影响，能够有效地完成对高阻接地故障的灵敏感知，可靠性强，具有十分长远的发展前景。
[0006]为了实现上述技术目的，本专利技术的技术方案是，
[0007]一种基于双电压互感器阻尼差值实时测量的配电网故障辨识方法，包括以下步骤：
[0008]步骤一，在需要进行故障监控的配电网三相线路两端分别连接一个三相电压互感器，从任一端的三相电压互感器向系统注入异频恒幅的小电流特征信号，并从另一端的三相电压互感器测量接收到的信号，并计算当前状态下的配电网等效阻尼率；
[0009]步骤二，保持注入信号并持续接收信号，同时实时计算配电网等效阻尼率，当配电网等效阻尼率发生变化时，则判断配电网出现故障。
[0010]所述的一种基于双电压互感器阻尼差值实时测量的配电网故障辨识方法，所注入的小电流特征信号，其特征频率与工频不同。
[0011]所述的一种基于双电压互感器阻尼差值实时测量的配电网故障辨识方法，所述的步骤一中，计算当前状态下的配电网等效阻尼率d
01
是通过以下公式计算：
[0012][0013]其中，分别为注入信号的三相电压互感器的一、二次侧电流，分别为注入信号的三相电压互感器的一、二次侧电流，分别为测量信号的三相电压互感器的一、二侧电压信号，k1、k2分别为注入电压互感器与返回电压互感器的变比，g
0A
、g
0B
、g
0B
为配电网各相对地泄漏电导，f1为注入电流信号的频率，C
0A
、C
0B
、C
0C
为中性点不接地配电网的各相对地电容，Re表示求取向量的实部，IM表示求取向量的虚部。
[0014]所述的一种基于双电压互感器阻尼差值实时测量的配电网故障辨识方法，其特征在于，所述的步骤二中，所述的当配电网等效阻尼率发生变化时，则判断配电网出现故障，是将配电网等效阻尼率的变化量与预设的阈值比较，当变化量超过阈值时，则判断配电网出现故障。
[0015]所述的一种基于双电压互感器阻尼差值实时测量的配电网故障辨识方法，所述的步骤二中，还包括当变化量超过阈值时，进一步判断具体故障类型的步骤：
[0016]将组成当前故障状态下等效阻尼率的零序等效导纳实部和虚部与未发生故障时的实部和虚部比较；当实部不变而虚部变化时，则故障类型为铁磁谐振过电压；当虚部不变而实部变化时，则故障类型为接地故障；其中零序等效导纳为
[0017]一种电子设备，包括：
[0018]一个或多个处理器；
[0019]存储装置，用于存储一个或多个程序，
[0020]当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如前述的方法。
[0021]一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如前述的方法。
[0022]本专利技术的技术效果在于，通过双互感器的的巧妙应用从源头上消除了测量过程中漏感与漏抗带来的测量误差，从原理上保证了配电网阻尼比测量的精准性。可以较为精准地计算出接地故障过渡电阻的大小且不受系统不对称度的影响，为配电网的高阻接地故障辨识提供了一定的保证。并能够对配电网的铁磁谐振、高阻接地故障工况进行有效区分，创新性地实现了对配电网高阻接地故障的主动监测，大幅提升检测的迅速性与可靠性。
[0023]下面结合附图对本专利技术作进一步说明。
附图说明
[0024]图1为配电网高阻接地故障检测接线图；
[0025]图2为基于双电压互感器阻尼差值实时测量的高阻接地故障检测原理图；
[0026]图3为基于双电压互感器阻尼比差值实时测量的高阻接地故障检测等效电路；
[0027]图4为注入侧的配电网零序电压互感器测量等效电路；
[0028]图5为返回侧的配电网零序电压互感器测量等效电路；
[0029]图6为基于双电压互感器的配电网阻尼差值实时测量高阻接地故障检测等效本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于双电压互感器阻尼差值实时测量的配电网故障辨识方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，在需要进行故障监控的配电网三相线路两端分别连接一个三相电压互感器，从任一端的三相电压互感器向系统注入异频恒幅的小电流特征信号，并从另一端的三相电压互感器测量接收到的信号，并计算当前状态下的配电网等效阻尼率；步骤二，保持注入信号并持续接收信号，同时实时计算配电网等效阻尼率，当配电网等效阻尼率发生变化时，则判断配电网出现故障。2.根据权利要求1所述的一种基于双电压互感器阻尼差值实时测量的配电网故障辨识方法，其特征在于，所注入的小电流特征信号，其特征频率与工频不同。3.根据权利要求1所述的一种基于双电压互感器阻尼差值实时测量的配电网故障辨识方法，其特征在于，所述的步骤一中，计算当前状态下的配电网等效阻尼率d
01
是通过以下公式计算：其中，分别为注入信号的三相电压互感器的一、二次侧电流，分别为注入信号的三相电压互感器的一、二次侧电流，分别为测量信号的三相电压互感器的一、二侧电压信号，k1、k2分别为注入电压互感器与返回电压互感器的变比，g
0A
、g
0B
、g
0B
为配电网各相对地泄漏电导，f1为注入电流信号的频率，C
...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁晓兵，史泽兵，曾祥君，余江，喻锟，张弛，高宏慧，郑茂然，陈宏山，李正红，陈朝晖，万信书，邹豪，黄慧，李嘉康，吴江熊，孙铁鹏，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：