一种基于单相不对称的故障选线分析方法技术

本发明专利技术公开了一种基于单相不对称的故障选线分析方法，通过配置单相隔离变压器，能够有效降低接地故障起弧的概率，从而降低甚至消除由接地故障导致发生火灾的概率，并且通过构建基于零序电压突变的高灵敏接地故障辨识判据，能够高效灵敏地辨识接地故障，以使工作人员能够及时处理接地故障，从而降低甚至消除由接地故障导致发生火灾的概率。接地故障导致发生火灾的概率。接地故障导致发生火灾的概率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于单相不对称的故障选线分析方法


[0001]本专利技术涉及配电网故障识别
，具体涉及一种基于单相不对称的故障选线分析方法。

技术介绍

[0002]四川甘、阿、凉、攀枝花等三州一市存在大量低密度人口地区，森林草原覆盖率高，环境气象条件恶劣。这些地区的部分10kV配电线路或支线穿越草原森林向远方的居民聚居点供电，往往配电容量极小，在几十千瓦到几百千瓦之间，同时设备本质安全水平较差、运行维护极难，发生故障后引发山火的风险极高。在恶劣的气象条件下对这些线路实施紧急停运避险是近年来采用的一种有效的防山火措施，但显而易见会造成这些区域供电可靠性的劣化，相关单位客户投诉率居高不下。
[0003]为了弥合这一矛盾，公司曾研究利用小型分布式光伏为这些分散性负荷供电，但一方面需要大量的投资，每个供电点以30kW计算，需要投资20万元以上；另一方面电子设备耐受高寒高海拔能力未得到充分验证，而偏远地区光伏和储能设备的日常运维和故障后的紧急处理根本无从谈起。据了解，西藏地区2014年曾安装3万多个户用光伏系统，2019年即需实施大规模更换。更为关键的是，这些地区事实上已经构建了中压配电系统，改为分布式光伏供电意味着大量的投资浪费。
[0004]因此，利用好现有的电网资源，通过配电模式和网络结构的灵活调整，使其既能满足供电可靠性要求，又能尽可能降低其故障引发山火的风险，是一项机具重要现实意义的研究。充分考虑农村配电网负荷水平、架空分布等各类运行工况特点，不难发现不少农村配网线路运行状况呈现低负载和季节性交替变化特点。进一步，针对山火风险较高的低负载农村地区分析调研，不完全统计下发现有记录的多次接地故障主要前期为(A、C相)边相接地故障。针对这类重点区域，如何有效减轻，甚至一定程度上控制边相因强风、暴雨等不可控因素引发外在搭接电力线引起的接地电弧故障恶化发展事态，如具备有利燃烧条件的高覆盖率植被、森林草原等高危山火，都迫切需要依据边相起弧要求优化配电网三相电压等级，调整相间电压的分布，控制起弧的有利条件，降低接地起弧的概率。

技术实现思路

[0005]本申请的目的在于提供一种基于单相不对称的故障选线分析方法，解决了现有技术中接地故障起弧以及未及时监测接地故障，导致火灾的问题。
[0006]本专利技术通过下述技术方案实现：
[0007]一种基于单相不对称的故障选线分析方法，包括：
[0008]获取配电网中变电站侧的主变压器以及负荷侧的台区变压器的接线方式，并基于主变压器以及台区变压器的接线方式，确定待配置的单相隔离变压器的接线方式；
[0009]获取配电网中各条馈线对应的电容电流，并基于所述电容电流进行子网分割，得到若干子网；
[0010]调整单相隔离变压器中副边绕组的抽头，并根据所述待配置的单相隔离变压器的接线方式，为每个子网配置单相隔离变压器，得到配置单相隔离变压器后的子网；
[0011]构建基于零序电压突变的高灵敏接地故障辨识判据，并基于所述高灵敏接地故障辨识判据进行故障选线，确定存在故障的子网。
[0012]在一种可能的实施方式中，获取配电网中变电站侧的主变压器以及负荷侧的台区变压器的接线方式，包括：
[0013]获取变电站侧主变压器的接线组别为第一接线组别或者第二接线组别，所述第一接线组别表示主变压器的原边绕组为Yn形接线且副边绕组为Y形接线；所述第二接线组别表示主变压器的原边绕组为Yn形接线且副边绕组为
△
形接线；
[0014]获取负荷侧台区变压器的接线组别为第三接线组别或者第四接线组别，所述第三接线组别表示台区变压器的原边绕组为Y形接线且副边绕组为Yn形接线；所述第四接线组别表示台区变压器的原边绕组为
△
形接线且副边绕组为Yn接线。
[0015]在一种可能的实施方式中，基于主变压器以及台区变压器的接线方式，确定待配置的单相隔离变压器的接线方式，包括：
[0016]当主变压器的副边绕组为Y形接线，且台区变压器的原边绕组为Y形接线时，确定单相隔离变压器的原边绕组为Y形接线以及副边绕组为Y形接线；
[0017]当主变压器的副边绕组为Y形接线，且台区变压器的原边绕组为
△
形接线时，确定单相隔离变压器的原边绕组为Y形接线以及副边绕组为
△
形接线；
[0018]当主变压器的副边绕组为
△
形接线，且台区变压器的原边绕组为Y形接线时，确定单相隔离变压器的原边绕组为
△
形接线以及副边绕组为Y形接线；
[0019]当主变压器的副边绕组为
△
形接线，且台区变压器的原边绕组为
△
形接线时，确定单相隔离变压器的原边绕组为
△
形接线以及副边绕组为
△
形接线。
[0020]在一种可能的实施方式中，获取配电网中各条馈线对应的电容电流，包括：
[0021][0022]其中，表示馈线的电缆线路所对应的总长度，表示馈线的电缆线路所对应的电容电流，表示馈线的架空线路所对应的电容电流，表示馈线的架空线路所对应的总长度，I
C
表示馈线对应的总电容电流。
[0023]在一种可能的实施方式中，基于所述电容电流进行子网分割，得到若干子网，包括：
[0024]根据各个馈线上的电容电流，构建子网分割优化模块；
[0025]基于所述子网分割优化模型，遍历所有子网分割方案，确定最终的子网分割方案，得到若干子网。
[0026]在一种可能的实施方式中，所述子网分割优化模型为：
[0027][0028]其中，L_T
ISO
表示子网的总数，即三相隔离变压器的总数，C
sum
(L_T
ISO
)表示设置三相隔离变压器的总成本，分别表示N个子网中至少一条馈线电容电流的总和，表示电容电流的阈值。
[0029]在一种可能的实施方式中，调整单相隔离变压器中副边绕组的抽头，包括：
[0030]构建单相隔离变压器中副边绕组的临界电压条件为：
[0031][0032]其中，U
border
表示配电网相电压，U
arc_ignite
表示接地电弧控制为不起弧模式下的临界配网相电压，U
F_ISO
表示单相隔离变压器中原边绕组的电压，U
S_ISO
表示单相隔离变压器中副边绕组的电压，T
ratio
表示控制U
border
满足不起弧且配电网正常运行需要满足的相电压；
[0033]根据所述临界电压条件调整单相隔离变压器中副边绕组的抽头。
[0034]在一种可能的实施方式中，调整单相隔离变压器中副边绕组的抽头，并根据所述待配置的单相隔离变压器的接线方式，为每个子网配置单相隔离变压器，得到配置单相隔离变压器后的子网，包括：
[0035]调整单相隔离变压器中副边绕组本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于单相不对称的故障选线分析方法，其特征在于，包括：获取配电网中变电站侧的主变压器以及负荷侧的台区变压器的接线方式，并基于主变压器以及台区变压器的接线方式，确定待配置的单相隔离变压器的接线方式；获取配电网中各条馈线对应的电容电流，并基于所述电容电流进行子网分割，得到若干子网；调整单相隔离变压器中副边绕组的抽头，并根据所述待配置的单相隔离变压器的接线方式，为每个子网配置单相隔离变压器，得到配置单相隔离变压器后的子网；构建基于零序电压突变的高灵敏接地故障辨识判据，并基于所述高灵敏接地故障辨识判据进行故障选线，确定存在故障的子网。2.根据权利要求1所述的基于单相不对称的故障选线分析方法，其特征在于，获取配电网中变电站侧的主变压器以及负荷侧的台区变压器的接线方式，包括：获取变电站侧主变压器的接线组别为第一接线组别或者第二接线组别，所述第一接线组别表示主变压器的原边绕组为Yn形接线且副边绕组为Y形接线；所述第二接线组别表示主变压器的原边绕组为Yn形接线且副边绕组为
△
形接线；获取负荷侧台区变压器的接线组别为第三接线组别或者第四接线组别，所述第三接线组别表示台区变压器的原边绕组为Y形接线且副边绕组为Yn形接线；所述第四接线组别表示台区变压器的原边绕组为
△
形接线且副边绕组为Yn接线。3.根据权利要求2所述的基于单相不对称的故障选线分析方法，其特征在于，基于主变压器以及台区变压器的接线方式，确定待配置的单相隔离变压器的接线方式，包括：当主变压器的副边绕组为Y形接线，且台区变压器的原边绕组为Y形接线时，确定单相隔离变压器的原边绕组为Y形接线以及副边绕组为Y形接线；当主变压器的副边绕组为Y形接线，且台区变压器的原边绕组为
△
形接线时，确定单相隔离变压器的原边绕组为Y形接线以及副边绕组为
△
形接线；当主变压器的副边绕组为
△
形接线，且台区变压器的原边绕组为Y形接线时，确定单相隔离变压器的原边绕组为
△
形接线以及副边绕组为Y形接线；当主变压器的副边绕组为
△
形接线，且台区变压器的原边绕组为
△
形接线时，确定单相隔离变压器的原边绕组为
△
形接线以及副边绕组为
△
形接线。4.根据权利要求1所述的基于单相不对称的故障选线分析方法，其特征在于，获取配电网中各条馈线对应的电容电流，包括：其中，表示馈线的电缆线路所对应的总长度，表示馈线的电缆线路所对应的电容电流，表示馈线的架空线路所对应的电容电流，表示馈线的架空线路所对应的总长度，I
C
表示馈线对应的总电容电流。5.根据权利要求4所述的基于单相不对称的故障选线分析方法，其特征在于，基于所述电容电流进行子网分割，得到若干子网，包括：
根据各个馈线上的电容电流，构建子网分割优化模块；基于所述子网分割优化模型，遍历所有子网分割方案，确定最终的子网分割方案，得到若干子网。6.根据权利要求5所述的基于单相不对称的故障选线分析方法，其特征在于，所述子网分割优化模型为：其中，L_T
ISO
表示子网的总数，即三相隔离变压器的总数，C
sum
(L_T
ISO
)表示设置三相隔离变压器的总成本，分别表示N个子网中...

【专利技术属性】
技术研发人员：张华，苏学能，高艺文，龙呈，李世龙，杨勇波，
申请(专利权)人：国网四川省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：