利用内积矩阵的小电阻接地系统高阻故障选线方法技术方案

本发明专利技术公开了利用内积矩阵的小电阻接地系统高阻故障选线方法，首先，对小电阻接地系统各馈线零序电流进行采样，利用采样数据计算各馈线之间的内积值；进而对各馈线之间的内积值累加求得综合内积值，通过综合内积值构造内积矩阵，并对该矩阵进行改进得到改进的内积矩阵；再次，使用改进的内积矩阵计算各馈线综合内积值的平均值；最后，依据各馈线综合内积值的平均值的最大值与最小值的幅值差构造选线判据。本发明专利技术高阻故障选线方法综合利用了小电阻接地系统故障后各馈线之间的差异，能检测小电阻接地系统高阻故障时的故障馈线。电阻接地系统高阻故障时的故障馈线。电阻接地系统高阻故障时的故障馈线。

【技术实现步骤摘要】
利用内积矩阵的小电阻接地系统高阻故障选线方法


[0001]本专利技术属于电力系统配电网继电保护
，涉及利用内积矩阵的小电阻接地系统高阻故障选线方法。

技术介绍

[0002]配电网作为电力系统的末端，直接反映着用户在供电可靠性、电能质量、安全和经济等方面所提出的要求，统计表明，配电网是电力系统故障多发部分，95％以上的用户停电事故是由配电网故障造成的。我国配电网中性点采用的接地方式主要有：不接地、谐振接地(又称消弧线圈接地)、小电阻接地等方式。随着经济的发展，配电网结构日趋复杂，任何接地方式的配电网发生高阻故障时，故障特征不明显，现阶段零序过电流保护容易拒动，长时间带接地点运行，可能引发相间短路故障、电缆沟着火，导致大面积停电，坠地导线、树闪故障等还可能导致人身触电与火灾，因此，需要及时地检出存在高阻故障的线路并将其停运。国家电网公司和南方电网公司均修改了配电网运行规程，要求快速就近隔离永久性接地故障，以消除事故扩大风险，进一步提高供电安全性与可靠性。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供利用内积矩阵的小电阻接地系统高阻故障选线方法，对于高阻故障工况，准确检测并发出信号使继电保护装置动作跳闸。
[0004]本专利技术所采用的技术方案是，利用内积矩阵的小电阻接地系统高阻故障选线方法，具体按照以下步骤实施：
[0005]步骤1、对小电阻接地系统各馈线零序电流i
l
进行采样；
[0006]步骤2、利用采样数据计算各馈线之间的内积值；
[0007]步骤3、对各馈线之间的内积值累加求得综合内积值，通过综合内积值构造内积矩阵，并对该矩阵进行改进得到改进的内积矩阵；
[0008]步骤4、使用改进的内积矩阵计算各馈线综合内积值的平均值；
[0009]步骤5、依据各馈线综合内积值的平均值的最大值与最小值的幅值差构造选线判据，根据选线判据确定小电阻接地系统高阻故障时的故障馈线。
[0010]本专利技术的特点还在于：
[0011]步骤1具体过程为：
[0012]设定故障发生时刻为m，单位为秒；采样序列起始时刻为(m+0.04)秒，采样序列结束时刻为(m+0.04+0.005)秒；对小电阻接地系统各馈线零序电流i
l
进行采样，具体的采样序列表示为：i
l
(1)，i
l
(2)，
…
，i
l
(q)；其中，l＝1，2，
…
，h，e，
…
，n，l为馈线编号，n为馈线总数目；q表示采样点数。
[0013]步骤2具体过程为：计算任意馈线h的零序电流对任意馈线e的零序电流的内积值，获得任意馈线h在任意馈线e上的内积值N
he
，N
he
计算式如下：
[0014]N
he
＝<i
h
，i
e
>＝i
h
(1)i
e
(1)cosθ1，i
h
(2)i
e
(2)cosθ2，
…
，i
h
(q)i
e
(q)cosθ
q
[0015]其中，θ1，θ2，...，θ
q
分别为i
h
(1)与i
e
(1)，i
h
(2)与i
e
(2)，...，i
h
(q)与i
e
(q)之间的夹角。
[0016]步骤3具体过程为：
[0017]步骤3.1、对内积值N
he
进行累加得到综合内积值J
he
，J
he
表达式如下：
[0018]J
he
＝N
he
(1)+N
he
(2)+，
…
，+N
he
(q)
[0019]步骤3.2、根据综合内积值J
he
构造内积矩阵M，M表示如下：
[0020][0021]步骤3.3、将内积矩阵M的对角线上的综合内积值J
11
，J
22
，...，J
nn
全部置为0，得到改进的内积矩阵M
′
，M
′
表示如下：
[0022][0023]步骤4具体过程为：
[0024]计算M
′
中各行所有综合内积值相加的绝对值，定义为γ
l
；计算M
′
中各馈线l的综合内积值的平均值的计算式如下：
[0025][0026]步骤5具体过程为：设置幅值阈值各馈线综合内积值的平均值的最大值各馈线综合内积值的平均值的最小值当时，将对应的馈线判定为故障馈线，否则，返回步骤1重新计算。
[0027]本专利技术的有益效果是：
[0028]本专利技术利用内积矩阵的小电阻接地系统高阻故障选线方法，综合利用了小电阻接地系统故障后各馈线之间的差异，能检测小电阻接地系统高阻故障时的故障馈线。
附图说明
[0029]图1是本专利技术利用内积矩阵的小电阻接地系统高阻故障选线方法流程图；
[0030]图2为本专利技术小电阻接地系统单相接地故障零序等效网络图；
[0031]图3为本专利技术中内积变换投影示意图；
[0032]图4为本专利技术实施例所述10kV小电阻接地系统仿真模型图；
[0033]图5为本专利技术实施例所述馈线1零序电流对其他馈线内积波形。
具体实施方式
[0034]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。
[0035]本专利技术利用内积矩阵的小电阻接地系统高阻故障选线方法，如图1所示，具体按照以下步骤实施：
[0036]步骤1、设定故障发生时刻为m，单位为秒；采样序列起始时刻为(m+0.04)秒，采样序列结束时刻为(m+0.04+0.005)秒；对小电阻接地系统各馈线零序电流i
l
进行采样，具体的采样序列表示为：i
l
(1)，i
l
(2)，
…
，i
l
(q)；其中，l＝1，2，
…
，h，e，
…
，n，l为馈线编号，n为馈线总数目；q表示采样点数。
[0037]步骤2、计算任意馈线h的零序电流对任意馈线e的零序电流的内积值，获得任意馈线h在任意馈线e上的内积值N
he
，N
he
计算式如下：
[0038]N
he
＝<i
h
，i
e
>＝i
h
(1)i
e
(1)cosθ1，i
h
(2)i本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.利用内积矩阵的小电阻接地系统高阻故障选线方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：步骤1、对小电阻接地系统各馈线零序电流i
l
进行采样；步骤2、利用采样数据计算各馈线之间的内积值；步骤3、对各馈线之间的内积值累加求得综合内积值，通过综合内积值构造内积矩阵，并对该矩阵进行改进得到改进的内积矩阵；步骤4、使用改进的内积矩阵计算各馈线综合内积值的平均值；步骤5、依据各馈线综合内积值的平均值的最大值与最小值的幅值差构造选线判据，根据选线判据确定小电阻接地系统高阻故障时的故障馈线。2.根据权利要求1所述利用内积矩阵的小电阻接地系统高阻故障选线方法，其特征在于，步骤1具体过程为：设定故障发生时刻为m，单位为秒；采样序列起始时刻为(m+0.04)秒，采样序列结束时刻为(m+0.04+0.005)秒；对小电阻接地系统各馈线零序电流i
l
进行采样，具体的采样序列表示为：i
l
(1),i
l
(2),
…
,i
l
(q)；其中，l＝1,2,
…
,h,e,
…
,n，l为馈线编号，n为馈线总数目；q表示采样点数。3.根据权利要求1所述利用内积矩阵的小电阻接地系统高阻故障选线方法，其特征在于，步骤2具体过程为：计算任意馈线h的零序电流对任意馈线e的零序电流的内积值，获得任意馈线h在任意馈线e上的内积值N
he
，N
he
计算式如下：N
he
＝<i
h
,i
e
>＝i
h
(1)i
e
(1)cosθ1,i
h
(2)i
e
(2)cosθ2,
…
,i
h
(q)i
e
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓卫，刘伟博，梁振锋，郭亮，贾嵘，康乾坤，张帆，杜欢，王开艳，张惠智，党建，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：