一种配网故障类型识别与故障选线综合研判方法及系统技术方案

本发明专利技术属于电力检测技术领域，提供了一种配网故障类型识别与故障选线综合研判方法及系统，该方法包获取小电流接地系统运行数据；基于系统运行数据计算得到零序电压，判断零序电压是否超限，若超限则发生故障，比较各零序电压的幅频特征值，若所有线路特征频带相同，且最大故障特征值为负数，则故障发生在母线上，否则故障发生在线路上，对线路故障类型、故障形式、故障线路进行综合研判，得到故障综合研判结果；根据故障综合研判结果对应的故障信号切除故障，输出完善的故障信息，更好的为后续保护装置服务。续保护装置服务。续保护装置服务。

【技术实现步骤摘要】
一种配网故障类型识别与故障选线综合研判方法及系统


[0001]本专利技术属于电力检测
，尤其涉及一种配网故障类型识别与故障选线综合研判方法及系统。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]目前基于稳态分量的选线方法一般适用于金属性或阻性的接地故障，此时故障的稳态分量含量大且易提取，且在经消弧线圈接地的系统中还可能由于过补偿改变稳态电流的分布，失去故障特征导致无法检测出故障。利用线路发生单相接地故障时故障线路的零序电流与非故障线路的零序电流极性相反，且故障线路零序电流等于非故障线路零序电流之和的特性故障选线。这种方法对于中性点不接地系统基本满足要求，但不适用于消弧线圈接地系统。进而利用单相接地故障发生后故障线路与非故障线路的暂态零序电流第一个周波的首半波极性相反的特性进行选线，由于故障后的暂态阶段电容未充电完成，暂态电流值不受消弧线圈的影响，故首半波法适用于消弧线圈接地系统。但由于故障电流一般是容性的，并且电弧的产生也是不可避免的，因此故障发生后会产生大量的谐波，干扰零序电流的检测，增加选线难度，以上利用零序电流进行故障选线的方法易发生误判。
[0004]信号注入法利用流入了故障线路中的注入信号幅值相比起其他不是故障线路的注入信号幅值来说会大很多，将各条线路中的注人信号幅值进行对比,就可以找出存在故障的那条线路。但注入的信号若较小会受到工作信号的干扰，过大则会干扰正常工作的信号。
[0005]目前国内外对故障选线都进行了大量的深入研究，提出了许多故障选线方法，如零序电流法、首半波法、相关分析法和信号注入法等，但是这些方法都存在一定的局限性，许多问题一直未能得到很好的解决。
[0006]故障时暂态分量相较于稳态分量虽持续时间相对较短但是存在时更明显，并且其几乎不受消弧线圈的影响。在暂态分量选线算法中应用较多的有首半波法、瞬时功率法、暂态零流比幅比相、暂态能量法等。首半波法和暂态零流比幅比相利用故障线路本身在暂态过程中零序电压与零序电流的极性关系进行选线，但是这类方法所需捕捉特征量的时间较短，且受故障电阻和故障初始角的影响，可靠性不高。瞬时功率和暂态能量法利用暂态的零压零流通过积分构造得到表征能量的故障分量，分析故障线路与健全线路上的极性与大小进而区分故障，也可实现1KΩ左右的故障选线。
[0007]专利技术人发现，目前存在以下技术问题：
[0008]1)现阶段中性点不接地系统选线方法中，利用稳态信号或暂态信号的选线方法很多，但对于电弧性接地故障的判断可靠性一直较低，特别是中性点经消弧线圈接地系统发生电弧性接地故障时，暂态分量的幅值、相位、衰减特性等均受到消弧线圈与电弧的影响，故障特征和机理复杂，且暂态信号的持续时间比较短，引入电弧后的故障机理分析还不完
善，选线困难。
[0009]2)在配电网故障类型中，除了金属性或电阻性故障，电弧性故障也经常发生，电弧故障下暂态信号复杂，选线算法需要在确保动作可靠性的前提下，保证对电弧故障动作的灵敏性，同时兼顾金属性或电阻性故障。电弧性接地故障选线算法在实际应用中由于电弧的非线性强，故障信号复杂度高，其电路理论分析仍需深入研究，探究电弧故障后暂态阶段的系统电气参数的变化规律。
[0010]3)目前的配网故障类型判断方法中，受故障暂态信号的干扰大，对过渡电阻反应敏感。由于电弧性故障会带来大量的暂态高频分量，故障类型判断灵敏度低，判断速度慢，容易误判。

技术实现思路

[0011]为了解决上述
技术介绍
中存在的至少一项技术问题，本专利技术提供一种配网故障类型识别与故障选线综合研判方法，其提出了一种适用于小电流接地系统电弧性故障的故障选线方法，充分利用故障信号中包含的暂态高频次谐波与低频谐波，所提方法反应灵敏，动作速度快，抗干扰性强；提出了一种小电流接地系统故障类型判断方法，利用线路电流模量的相关性，准确、迅速的判断故障类型；建立了针对小电流接地系统故障类型判断与故障选线的综合故障研判系统，可以对故障的类型、发生形式、故障线路进行研判，输出完善的故障信息，更好的为后续保护装置服务。
[0012]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0013]本专利技术的第一个方面提供一种配网故障类型识别与故障选线综合研判方法，包括如下步骤：
[0014]获取小电流接地系统运行数据；
[0015]基于系统运行数据计算得到零序电压，判断零序电压是否超限，若超限则发生故障，比较各零序电压的幅频特征值，若所有线路特征频带相同，且最大故障特征值为负数，则故障发生在母线上，否则故障发生在线路上，对线路故障类型、故障形式、故障线路进行综合研判，得到故障综合研判结果；
[0016]根据故障综合研判结果对应的故障信号切除故障。
[0017]本专利技术的第二个方面提供一种配网故障类型识别与故障选线综合研判系统，包括：
[0018]运行数据获取模块，用于获取小电流接地系统运行数据；
[0019]故障综合研判模块，用于基于系统运行数据计算得到零序电压，判断零序电压是否超限，若超限则发生故障，比较各零序电压的幅频特征值，若所有线路特征频带相同，且最大故障特征值为负数，则故障发生在母线上，否则故障发生在线路上，采用线路故障类型判断模块、故障形式判断模块、故障线路判断模块进行综合研判，得到故障综合研判结果；
[0020]故障切除模块，用于根据故障综合研判结果对应的故障信号切除故障。
[0021]本专利技术的第三个方面提供一种计算机可读存储介质。
[0022]一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述所述的一种配网故障类型识别与故障选线综合研判方法中的步骤。
[0023]本专利技术的第四个方面提供一种计算机设备。
[0024]一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述所述的一种配网故障类型识别与故障选线综合研判方法中的步骤。
[0025]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0026]本专利技术针对小电流接地系统故障的故障类型判断，故障线路选择，通过故障类型判断与故障选线综合故障研判，可以对故障的类型、发生形式、故障线路进行综合研判，输出完善的故障信息，更好的为后续保护装置服务，相比于其他单一化功能的装置，本专利技术建立的故障综合研判系统可以完成小电流接地系统故障类型判断、故障线路选择，功能完善，为后续保护提供强有力支持。
[0027]本专利技术充分利用故障信号中包含的暂态高频次谐波与低频谐波，所提方法反应灵敏，动作速度快，抗干扰性强。
[0028]本专利技术提出了一种小电流接地系统故障类型判断方法，利用线路电流模量的相关性，准确、迅速的判断故障类型。
[0029]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
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种配网故障类型识别与故障选线综合研判方法，其特征在于，包括如下步骤：获取小电流接地系统运行数据；基于系统运行数据计算得到零序电压，判断零序电压是否超限，若超限则发生故障，比较各零序电压的幅频特征值，若所有线路特征频带相同，且最大故障特征值为负数，则故障发生在母线上，否则故障发生在线路上，对线路故障类型、故障形式、故障线路进行综合研判，得到故障综合研判结果；根据故障综合研判结果对应的故障信号切除故障。2.如权利要求1所述的一种配网故障类型识别与故障选线综合研判方法，其特征在于，所述对线路故障类型、故障线路、故障形式进行综合研判具体包括：根据各线路零序电压幅频特征值和设定的阈值进行比较，若超过该阈值，判定系统发生电弧故障，否则系统发生电阻接地故障或金属性接地故障；根据各线路的零序电压能量值，逐条线路比较零序电压能量值，将能量值最大的判定为故障线路；根据线路的故障电流模因子及其相关系数判断对应的故障形式。3.如权利要求1所述的一种配网故障类型识别与故障选线综合研判方法，其特征在于，所述零序电压的幅频特征值的计算过程为：对各线路零序电压进行三尺度离散小波变换，得到三个尺度的细节系数，基于各个尺度求出该尺度细节信号的最大值、幅值之和以及幅值的标准差；根据各个尺度细节信号的最大值、幅值之和以及幅值的标准差分别计算得到三个尺度的小波特征值，根据三个频段内的细节信号的最大值，取三个权重系数来表征各频段的谐波含量，根据三个频段内故障分量的大小加权得到各故障零序电压的幅频特征值。4.如权利要求2所述的一种配网故障类型识别与故障选线综合研判方法，其特征在于，所述各线路的零序电压能量值基于各线路本身和其他线路的幅频特征值做差后相加后得到。5.如权利要求2所述的一种配网故障类型识别与故障选线综合研判方法，其特征在于，所述线路的故障电流模因子及其相关系数的计算过程包括：分别以A，B，C三相的暂态电流故障分量，从故障电流中提取出三相电流的故障暂态分量I
A
、I
B
、I
C
，对三相电流故障分量进行相模变换为基准采用Clarke变换进行0模与α模变换，提取出四个模故障分量对四个模故障分量的模极大值进行归一化处理得到对应的模因子ε0、ε
αA
、ε
αB
、ε
αC
；求取模因子ε
αA
、ε
αB
、ε
αC
的Pearson相关系数得到ρ
AB
、ρ
BC
、ρ
CA
。6.如权利要求5所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王华阳，毕志军，张海军，贺秀静，王振兴，丛涛，王琦，夏华宁，谢荣威，高立雪，于祥宗，
申请(专利权)人：北京中电泰瑞科技有限公司山东大学，
类型：发明
国别省市：