配电网单相接地故障选线方法、装置、系统及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种配电网单相接地故障选线方法、装置、系统及存储介质，其中方法包括：获取逐级降低系统零序电压过程中各馈线零序电流；以初次测得零序电流为基准，计算调压后各馈线零序电流比例系数，零序电流比例系数大于预设比例系数阈值的馈线即为故障馈线；若无馈线满足，则计算调压过程中各馈线零序电流非线性畸变程度，非线性畸变程度最大的馈线即为故障馈线。通过对系统零序电压进行主动调控，从而放大故障特征分量，有效解决谐振接地系统发生高阻接地故障时选线困难问题。采用两种判据融合选线方法，提高了选线准确率。提高了选线准确率。提高了选线准确率。

【技术实现步骤摘要】
配电网单相接地故障选线方法、装置、系统及存储介质


[0001]本专利技术涉及配电网故障选线领域，尤其涉及一种配电网单相接地故障选线方法、装置、系统及存储介质。

技术介绍

[0002]我国配电网中性点许多采用经消弧线圈接地方式，这种接地方式能显著降低故障点电容电流，但由于故障电流幅值较小且方向不定，信号的检测和选线很困难。高阻接地故障因具有过渡电阻大，故障点不稳定，故障点存在间歇性电弧等特点，故障电气量特征极不明显，常规保护难以可靠动作。当谐振接地系统发生高阻故障时，其故障检测与选线问题则更加困难。若故障点不能及时发现并处理，极易导致人身触电伤亡、诱发山火等恶性事故。因而，谐振接地系统发生高阻接地故障后快速有效识别故障馈线，对维持设备稳定性、保护人身安全和保障国民生活具有重大意义。
[0003]现有选线方法按照所用信号的来源可分为被动法和主动法两大类。被动选线方法根据接地故障本身产生的故障信息特征实现故障选线，包括稳态选线方法和暂态选线方法。稳态选线方法是利用接地期间持续存在的稳态信号进行选线，由于谐振接地系统故障线路零序电流极性不定，且发生高阻故障时，工频电流、有功分量、负序电流等稳态分量的含量较低，因此稳态选线法对高阻故障的检测效果较差。暂态类选线方法利用故障初期产生的暂态信号进行选线，其主要优点是故障暂态信号比较明显，可达稳态信号的十几倍，而且基本不受中性点接地方式的影响，但这些分量本身具有不稳定性、不确定性和短暂性，由此将造成特征量提取和保护定值整定的困难，对于装置采样频率也提出了较高的要求。主动选线方法通过外加装置产生的信息特征进行故障选线，包括注入信号法、中电阻法、残流增量法、小扰动法等。其优势在于用于选线的信号其特征和强度可控，缺点是需要昂贵的信号注入设备、投资较大，且对注入信号选取要求较高，初始注入电流幅值和相位会严重影响选线效果。

技术实现思路

[0004]针对上述现有技术的不足之处，本专利技术的目的在于提供了一种配电网单相接地故障选线方法、装置、系统及存储介质，从主动调控系统中性点电压角度出发，通过辨识各馈线零序电流随中性点电压调控增减情况进行选线。
[0005]第一方面，提供了一种配电网单相接地故障选线方法，包括：
[0006]S1：获取逐级降低系统零序电压过程中各馈线零序电流；
[0007]S2：以初次测得零序电流为基准，计算调压后各馈线零序电流比例系数，零序电流比例系数大于预设比例系数阈值的馈线即为故障馈线；若无馈线满足，则进入步骤S3；S3：计算调压过程中各馈线零序电流非线性畸变程度，非线性畸变程度最大的馈线即为故障馈线。
[0008]逐级降低系统零序电压的过程中，系统零序电压下降，故障相电压上升。当故障点
过渡电阻远小于线路零序容抗时，非故障馈线零序电流正比于系统零序电压(下降)，故障馈线零序电流正比于故障相电压(上升)，此时利用降低调压过程中各馈线零序电流增减差异进行选线。当故障点过渡电阻较大时，利用各馈线零序电流增减差异无法准确选线，但此时非故障馈线零序电流正比于零序电压(线性递减)，故障馈线零序电流由零序电压与故障相电压共同作用产生，呈现非线性变化趋势，此时，利用降档调压过程中各馈线零序电流非线性畸变程度辅助选线。通过逐级放大故障特征分量，有效解决谐振接地系统发生高阻接地故障时选线困难问题；采用两种判据融合选线方法，有效识别十数千欧接地故障馈线，提高了选线的准确率。
[0009]进一步地，在获取逐级降低系统零序电压过程中各馈线零序电流之前，还包括：
[0010]判断配电网是否发生单相接地故障，若发生，则进行配电网单相接地故障选线。
[0011]实时对配电网是否发生单相接地故障进行判断，若发生单相接地故障，则进行故障选线，若没有，则按预设时间间隔循环对配电网是否发生单相接地故障进行判断。
[0012]进一步地，所述判断配电网是否发生单相接地故障具体包括：
[0013]若系统零序电压大于第一相电压阈值或系统零序电压变化量大于第二相电压阈值时，判断配电网发生单相接地故障。
[0014]当配电网发生单相接地故障时，系统零序电压会大于相电压的一定比例，系统零序电压变化量也会大于相电压的一定比例，基于此，可通过系统零序电压大小或系统零序电压变化量是否超过一定阈值来判断是否发生单相接地故障。
[0015]进一步地，所述逐级降低系统零序电压通过如下方法实现：
[0016]在变压器一次侧绕组抽头上均匀布置多个分接抽头，形成多个档位；
[0017]当发生单相接地故障，调控故障相分接抽头初始档位接地，延时后，逐步降低分接抽头的接地档位至最低档位。
[0018]通过在变压器一次侧各绕组上均匀布置多个分接抽头，以形成多个档位。当配电网系统正常运行时，各相分接抽头均处于断开状态；一旦发生单相接地故障，迅速调控故障相分接抽头设定的初始档位接地，经过预设延时后，逐步降低分接抽头的接地档位至最低档位。降低分接抽头接地档位的过程，实质上就是降低系统零序电压以及提高故障相电压的过程。
[0019]进一步地，所述零序电流比例系数定义如下：
[0020][0021]式中，α
in
为第i条馈线在系统零序电压降低为n级别时的零序电流比例系数，I
0ix
为系统零序电压初始级别x下第i条馈线的零序电流，I
0in
为系统零序电压降低为n级别后第i条馈线的零序电流；其中，n＝1，2,3...,x
‑
1。
[0022]进一步地，所述预设比例系数阈值为其中K
rel
为可靠系数，取值为1.1～1.2。
[0023]逐级降低系统零序电压过程中，非故障馈线零序电流会降低，因此其比例系数值不会超过1，故障馈线零序电流会提高，导致故障馈线零序电流比例系数大于1，基于此，设置预设比例系数阈值，通过将各馈线零序电流比例系数与其比较，即可判定出故障馈线。
[0024]进一步地，所述各馈线零序电流非线性畸变程度通过各馈线零序电流斜率方差定义：
[0025][0026]式中，S2[I
0i
]为第i条馈线的零序电流斜率方差；x为系统零序电压初始级别；K
0in
为系统零序电压降低为n级别时零序电流斜率，K
0in
＝I
0in
‑
I
0in
‑1(n≥2)；为第i条馈线降低零序电压级别过程中对应零序电流斜率均值，
[0027]逐级降低系统零序电压过程中，非故障馈线零序电流仍为线性变化趋势，当故障馈线零序电流呈非线性变化趋势。基于此，通过各馈线零序电流斜率方差来反应各馈线零序电流的非线性畸变程度，零序电流斜率方差最大的即为故障馈线。
[0028]第二方面，提供了一种配电网单相接地故障选线装置，包括：
[0029]数据获取模块，用于获取逐级降低系统零序电压过程中各馈线零序电流；
[0030]选线判定模块，用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种配电网单相接地故障选线方法，其特征在于，包括：S1：获取逐级降低系统零序电压过程中各馈线零序电流；S2：以初次测得零序电流为基准，计算调压后各馈线零序电流比例系数，零序电流比例系数大于预设比例系数阈值的馈线即为故障馈线；若无馈线满足，则进入步骤S3；S3：计算调压过程中各馈线零序电流非线性畸变程度，非线性畸变程度最大的馈线即为故障馈线。2.根据权利要求1所述的配电网单相接地故障选线方法，其特征在于，在获取逐级降低系统零序电压过程中各馈线零序电流之前，还包括：判断配电网是否发生单相接地故障，若发生，则进行配电网单相接地故障选线。3.根据权利要求2所述的配电网单相接地故障选线方法，其特征在于，所述判断配电网是否发生单相接地故障具体包括：若系统零序电压大于第一相电压阈值或系统零序电压变化量大于第二相电压阈值时，判断配电网发生单相接地故障。4.根据权利要求1所述的配电网单相接地故障选线方法，其特征在于，所述逐级降低系统零序电压通过如下方法实现：在变压器一次侧绕组抽头上均匀布置多个分接抽头，形成多个档位；当发生单相接地故障，调控故障相分接抽头初始档位接地，延时后，逐步降低分接抽头的接地档位至最低档位。5.根据权利要求1至4任一项所述的配电网单相接地故障选线方法，其特征在于，所述零序电流比例系数定义如下：式中，α
in
为第i条馈线在系统零序电压降低为n级别时的零序电流比例系数，I
0ix
为系统零序电压初始级别x下第i条馈线的零序电流，I
0in
为系统零序电压降低为n级别后第i条馈线的零序电流；其中，n＝1，2,3...,x
‑
1。6.根据权利要求5所述的配电网单相接地故障选线方法，其特征在于，所述预设比例系数阈值为其中K
rel
为可靠系数，取值为1...

【专利技术属性】
技术研发人员：喻锟，刘晓晗，曾祥君，李理，王沾，彭红海，倪砚茹，卓超，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：