基于消弧线圈精确补偿的多回路线路接地故障选线方法技术

本发明专利技术提出一种基于消弧线圈精确补偿的多回路线路接地故障选线方法，包括步骤1，采集中性点电压信号，并对接地故障发生时刻起预设时间段内每条线路进行若干次采样；步骤2，将中性点电压信号与设定值比较，当中性点电压信号绝对值大于设定值时判定发生接地故障；步骤3，通过相控消弧线圈进行补偿接地故障；步骤4，采集接地故障时刻每条线路的数据；步骤5，纵向计算馈线极性特征值，将特征值进行累加；步骤6，将各条馈线依据特征值递减的规律进行排序，选取特征值为正的线路确定为故障线路。本发明专利技术选线算法结合暂态数据和稳态数据综合选线，充分利用全部暂态数据，成功解决间歇性接地故障的选线问题，判线准确率由原来的70

【技术实现步骤摘要】
基于消弧线圈精确补偿的多回路线路接地故障选线方法


[0001]本专利技术涉及电力系统配电网保护领域，具体涉及基于消弧线圈精确补偿的多回路线路接地故障选线方法。

技术介绍

[0002]在配电网中广泛采用单塔（杆）多回线的布置形式，有助于节约土地资源，同时由单回线故障发展为多回线故障的事件日益增多，不仅降低了用户供电可靠性，还给供电企业带来巨大的负面影响。配电网发生接地故障后，接地电流为系统的电容电流，经接地电容形成小电流回路，不会过度损坏设备和系统，短时间内不影响连续供电。但发生故障后因时间的延续，故障可能会进一步扩大，引发弧光放电以及系统过电压等现象。因此，发生接地故障时，对配电网故障电流及时补偿并确定故障线路对维护配电网运行具有重大意义。
[0003]而本申请通过一种相控消弧线圈实现精确补偿，最大限度降低故障电流，在此基础上，提出一种基于暂态零序电流相对极性的多回线故障选线方法，充分利用全部暂态数据，克服了传统暂态算法的不足，成功解决间歇性接地故障的选线问题，判线准确率由原来的70
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80%提高到90%以上，同时实现了对多条线路同时接地的判别，经试验测试效果良好，可快速准确的判别故障线路。

技术实现思路

[0004]本专利技术提出了一种通过相控消弧线圈实现精确补偿，最大限度降低故障电流，充分利用全部暂态数据，克服了传统暂态算法的不足，成功解决间歇性接地故障的选线问题的多回路线路接地故障选线方法。
[0005]具体的，提供了一种基于消弧线圈精确补偿的多回路线路接地故障选线方法，所述多回路线路接地故障选线方法包括以下步骤：步骤1，采集中性点电压信号，并对接地故障发生时刻起预设时间段内每条线路进行若干次采样；步骤2，将中性点电压信号与设定值比较，当中性点电压信号绝对值大于设定值时判定发生接地故障；步骤3，通过相控消弧线圈进行补偿接地故障；步骤4，采集相控消弧线圈精确补偿后每条线路5ms内的暂态零序电流；步骤5，计算馈线的特征值，将特征值进行累加生成累加特征值；步骤6， 将各条馈线依据累加特征值递减的规律进行排序，选取累加特征值为正的线路确定为故障线路。
[0006]更进一步地，在步骤3中，还包括以下步骤：步骤31，将偏差电流控制在0.1安培以内稳定输出；步骤32，设置滤波支路滤除相控消弧线圈中二次绕组的谐波；步骤33，将相控消弧线圈的一次部分简化为一次电容；
步骤34，在滤波支路设置一个投切开关，利用滤波电容器与系统对地电容分压；步骤35，进行电容电流的测量计算，通过消弧线圈进行精确补偿。
[0007]更进一步地，在步骤34中，所述投切开关K闭合时，是在和两个电容上的分压：其中，是系统不平衡电压，是相控消弧成套装置一次部分等效电容；是相控消弧成套装置电容；通过分压测量法在电网不平度的情况下计算。
[0008]更进一步地，在步骤35中，所述电容电流为：其中，为电容电流，为中性点电压，为工频角频率，为系统接地电容；通过相控消弧线圈进行精确补偿，消弧线圈补偿电流计算公式为：其中，L为相控消弧线圈补偿电感，使消弧线圈补偿电感。
[0009]更进一步地，在步骤5中，馈线的累加特征值Ki的函数模型如下：其中，采样次数设定为N，系统馈线总数设定为M，Ait为线路暂态零序电流采样值，i表示线路号，t表示采样值对应的采样时刻，Ki为计算的累加特征值。
[0010]更进一步地，在步骤32中，所述滤波支路用于滤除3次谐波和5次谐波。
[0011]本专利技术的有益效果包括：本专利技术中多回路线路接地故障选线方法在发生接地故障后，为了防止故障的扩大，先通过消弧线圈精确补偿，然后针对补偿后的系统，采集相控消弧线圈补偿后每条线路5ms内的暂态零序电压、零序电流，实现多回路故障选线，能够有效提高故障识别和补偿的速度和准确率。
[0012]本专利技术通过相控消弧线圈实现配电网故障系统精确补偿，避免故障蔓延扩大，通过中性点电压信号与设定值比较判断接地故障状态，无论故障发生时刻（相角）如何，均可以在接地故障发生后1.1~10.0ms内判断接地并启动补偿输出，相比于当前的60ms甚至几百ms的输出延时，补偿性能显著提升。
[0013]本专利技术中快速补偿输出采用了最为可靠的控制算法，使用查表与PID算法相结合，这样既避免的补偿过冲或严重不足带来的残流瞬间过大，同时也达到了最佳的补偿效果。
[0014]本专利技术采用了优化的选线算法，结合暂态数据和稳态数据综合选线，特别是基于暂态零序电流相对极性的多回线故障选线方法，充分利用全部暂态数据，克服了传统暂态算法的不足，成功解决间歇性接地故障的选线问题，判线准确率由原来的70
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80%提高到90%以上，同时实现了对多条线路同时接地的判别，经试验测试效果良好，可快速准确的判别故障线路,提高供电可靠性。
附图说明
[0015]图1是本专利技术实施例提供的一种基于消弧线圈精确补偿的多回路线路接地故障选线方法的流程示意图；图2是本专利技术实施例提供的一种基于消弧线圈精确补偿的多回路线路接地故障选线方法中设置滤波支路后的相控消弧成套装置的结构示意图；图3是本专利技术实施例提供的一种基于消弧线圈精确补偿的多回路线路接地故障选线方法中设置滤波支路后相控消弧线圈的结构示意图；图4是本专利技术实施例提供的一种基于消弧线圈精确补偿的多回路线路接地故障选线方法中设置滤波支路后相控消弧线圈的等效示意图；图5是本专利技术实施例提供的一种基于消弧线圈精确补偿的多回路线路接地故障选线方法中设置开关后的相控消弧成套装置的等效示意图；图6是本专利技术实施例提供的一种基于消弧线圈精确补偿的多回路线路接地故障选线方法中仿真结果的示意图。
具体实施方式
[0016]下面结合附图对本专利技术的技术方案进行更详细的说明，本专利技术包括但不仅限于下述实施例。
[0017]如附图1所示，本专利技术提供了一种基于消弧线圈精确补偿的多回路线路接地故障选线方法，具体包括以下步骤：步骤1，采集中性点电压信号，并设定中性点电压阈值。
[0018]步骤2，将中性点电压信号与中性点电压阈值比较，当中性点电压信号绝对值小于中性点电压阈值时配电网没有发生接地故障，当中性点电压信号绝对值大于中性点电压阈值时判定发生接地故障。
[0019]步骤3，通过相控消弧线圈进行补偿接地故障。
[0020]正常状态装置实时计算系统的电容电流并存储记录，当接地发生时装置根据计算的容抗值实时补偿一定的触发角度与系统的电容匹配，进而达到补偿故障点电容电流的目的。
[0021]步骤31，首先接地发生前根据计算的容抗可以查询到最接近补偿容抗对应的两点输出角度，通过线性折算计算出应输出的角度，由于输出角度及阻抗并非全线性，因此查到的角度必然会与实际输出的存在一个小的偏差，通过测试偏差角度一般小于0.1，然后在通过实时采样计算消弧输出的阻抗，确定测量阻抗与计算阻抗存在的偏差，使用PID算法将偏差调节到最小，将系统电容的偏差电流控制在0.1安培以内稳定输出。
[0022]步骤32，相控本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于消弧线圈精确补偿的多回路线路接地故障选线方法，其特征在于，所述多回路线路接地故障选线方法包括以下步骤：步骤1，采集中性点电压信号，并对接地故障发生时刻起预设时间段内每条线路进行若干次采样；步骤2，将中性点电压信号与设定值比较，当中性点电压信号绝对值大于设定值时判定发生接地故障；步骤3，通过相控消弧线圈进行补偿接地故障；步骤4，采集相控消弧线圈精确补偿后每条线路5ms内的暂态零序电流；步骤5，计算馈线的特征值，将特征值进行累加生成累加特征值；步骤6，将各条馈线依据累加特征值递减的规律进行排序，选取累加特征值为正的线路确定为故障线路。2.根据权利要求1所述多回路线路接地故障选线方法，其特征在于，在步骤3中，还包括以下步骤：步骤31，将偏差电流控制在0.1安培以内稳定输出；步骤32，设置滤波支路滤除相控消弧线圈中二次绕组的谐波；步骤33，将相控消弧线圈的一次部分简化为一次电容；步骤34，在滤波支路设置一个投切开关，利用滤波电容器与系统对地电容分压；步骤35，进行电容电流的测量计算，通过消弧线圈进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓鹏，周雪枫，赵国伟，王忠，孙乃君，李捷，杨扬，
申请(专利权)人：国网山西省电力公司大同供电公司，
类型：发明
国别省市：