一种输电线路高阻接地故障判别系统及其方法技术方案

本发明专利技术涉及电力故障识别技术领域，尤其为一种输电线路高阻接地故障判别系统及其方法，包括：模型搭建模块：用于根据搭建输电线路的等值电路；模型分析模块：用于根据搭建的等值电路对输电线路进行分析；故障判别模块：用于根据模型仿真模块的仿真结果进行故障判断。本发明专利技术通过构建高阻接地故障输电线路的等值电路，并构建二阶非线性其次微分方程进行分析，降低了故障判别的局限性；能够将主谐振分量与工频分量进行区分，提高了故障判别的准确性，且进行仿真分析，提出故障判断依据，达到故障准确识别的目的。准确识别的目的。准确识别的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种输电线路高阻接地故障判别系统及其方法


[0001]本专利技术涉及电力故障识别
，尤其是一种输电线路高阻接地故障判别系统及其方法。

技术介绍

[0002]高压输电线路是电力系统中的重要组成部分，也是电力系统中易发生故障的元件之一，因此发生故障时高效准确的故障识别对故障抢修具有重要意义。
[0003]由于输电线路运行环境复杂，影响因素较多，常发生非理想导体如树枝、沙地、草皮等介质的单相接地故障，此类故障由高阻性介质引起，统称为高阻接地故障。若故障发生后不及时处理，会导致相间故障或短路故障，严重影响输电线路稳定运行。
[0004]在高阻接地故障方面，故障高频暂态特征与过渡电阻成反比关系,且暂态零序电流在过渡过程中存在非线性关系，故障检测较为困难，ZENG Xiangjun，WANG Yuanyuan，et al.2007提出以故障零序电流波形形态特征为依据，采用数学形态学方法提取了波形形态特征，实现高阻接地故障的识别，由于实际工况下，故障发生条件复杂，该方法存在较大的局限性。XUE Yongduan，LI Juan，et al.2017提出基于暂态主谐振分量的高阻接地故障检测方法，但该方法对于主谐振分量的提取效果较差，难与工频分量区分。
[0005]由于高阻接地故障的危害很大，目前关于故障识别的研究较少，本专利技术提出一种输电线路高阻接地故障判别系统及其方法，从高阻故障接地故障出发，通过仿真分析各故障类型，提出故障判断依据，达到故障识别的目的。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是通过提出一种输电线路高阻接地故障判别系统及其方法，降低了故障判别的局限性；能够将主谐振分量与工频分量进行区分，提高了故障判别的准确性，且进行仿真分析，提出故障判断依据，达到故障准确识别的目的，以解决上述
技术介绍
中提出的缺陷。
[0007]本专利技术采用的技术方案如下：
[0008]提供一种输电线路高阻接地故障判别系统，包括：
[0009]模型搭建模块：用于根据搭建输电线路的等值电路；
[0010]模型分析模块：用于根据搭建的等值电路对输电线路进行分析；
[0011]故障判别模块：用于根据模型仿真模块的仿真结果进行故障判断。
[0012]作为本专利技术的一种优选技术方案：所述模型搭建模块搭建发生高阻接地故障时输电线路的等值电路。
[0013]作为本专利技术的一种优选技术方案：所述等值电路中包括三个对地零序分布电容、一个母线电压、一个电阻、一个对地零序电容和一个电感，其中，C
0k
(k＝1，2，3)为第k条线路对地零序分布电容；
[0014]为三个对地零序分布电容的电容值之和；
[0015]u
f
为母线零序电压；
[0016]设电阻值R＝3R
f
，R
f
为过渡电阻；
[0017]i
0k
为三个对地零序分布电容对应的第k条馈线的零序电流；
[0018]i
C0j
为对地零序电容电流；
[0019]i
0f
为电阻靠近母线电压端的故障点零序电流；
[0020]为电感远地端的故障点零序电流。
[0021]作为本专利技术的一种优选技术方案：所述等值电路中，忽略电路中的电感的感抗。
[0022]作为本专利技术的一种优选技术方案：所述模型分析模块对构建的等值电路进行分析，列出二阶非线性齐次微分方程：
[0023][0024]其中，t表示t时刻。
[0025]该微分方程的特征根为：
[0026][0027]其中，p1和p2为微分方程的两个特征根。
[0028]作为本专利技术的一种优选技术方案：所述等值电路中，流经消弧线圈的零序电流为：
[0029][0030]其中，B、A1、A2、的含义如下：
[0031][0032]由微分方程的特征根可得，母线零序电压为：
[0033][0034]对地零序电容电流为：
[0035][0036]故障点零序电流为：
[0037][0038]其中，ω0为零序电流振荡角频率。
[0039]作为本专利技术的一种优选技术方案：所述等值电路中，各线路零序电流及母线零序电压由稳态工频分量和暂态衰减分量组成，当接地电阻阻值增大时暂态过程的持续时间同时延长。
[0040]作为本专利技术的一种优选技术方案：所述等值电路中，当发生高阻接地故障时，接地电阻阻值增大，故障点暂态零序电流降低，暂态谐振频率增大，最大谐振频率略超工频，当谐振频率接近工频时，零序电流的波形出现拍频现象。
[0041]作为本专利技术的一种优选技术方案：所述故障判别模块中，根据等值电路仿真波形进行判断，当零序电流的波形出现拍频现象，则表示电路发生高阻接地故障。
[0042]提供一种输电线路高阻接地故障判别方法，包括如下步骤：
[0043]S1.1：搭建输电线路发生高阻接地故障时的等值电路；
[0044]S1.2：对搭建的等值电路进行分析；
[0045]S1.3：对等值电路进行仿真并根据仿真结果进行故障判断。
[0046]本专利技术提供的输电线路高阻接地故障判别系统及其方法，与现有技术相比，其有益效果有：
[0047]本专利技术通过构建高阻接地故障输电线路的等值电路，并构建二阶非线性其次微分方程进行分析，降低了故障判别的局限性；能够将主谐振分量与工频分量进行区分，提高了故障判别的准确性，且进行仿真分析，提出故障判断依据，达到故障准确识别的目的。
附图说明
[0048]图1为本专利技术优选实施例的系统框图；
[0049]图2为本专利技术优选实施例中方法流程图；
[0050]图3为本专利技术优选实施例中高阻接地故障等值电路图；
[0051]图4为本专利技术优选实施例中故障线路等效模型图；
[0052]图5为本专利技术优选实施例中高阻接地故障线路和非故障线路零序电流图。
[0053]图中各个标记的意义为：100、模型搭建模块；200、模型分析模块；300、故障判别模块。
具体实施方式
[0054]需要说明的是，在不冲突的情况下，本实施例中的实施例及实施例中的特征可以
相互组合，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0055]参照图1，本专利技术优选实施例提供了一种输电线路高阻接地故障判别系统，包括：
[0056]模型搭建模块100：用于根据搭建输电线路的等值电路；
[0057]模型分析模块200：用于根据搭建的等值电路对输电线路进行分析；
[0058]故障判别模块300：用于根据模型仿真模块的仿真结果进行故障判断。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种输电线路高阻接地故障判别系统，其特征在于：包括：模型搭建模块(100)：用于根据搭建输电线路的等值电路；模型分析模块(200)：用于根据搭建的等值电路对输电线路进行分析；故障判别模块(300)：用于根据模型仿真模块的仿真结果进行故障判断；所述模型搭建模块(100)搭建发生高阻接地故障时输电线路的等值电路；所述等值电路中包括三个对地零序分布电容、一个母线电压、一个电阻、一个对地零序电容和一个电感，其中，C
0k
(k＝1，2，3)为第k条线路对地零序分布电容；为三个对地零序分布电容的电容值之和；u
f
为母线零序电压；设电阻值R＝3R
f
，R
f
为过渡电阻；i
0k
为三个对地零序分布电容对应的第k条馈线的零序电流；i
C0j
为对地零序电容电流；i
0f
为电阻靠近母线电压端的故障点零序电流；为电感远地端的故障点零序电流。2.根据权利要求1所述的输电线路高阻接地故障判别系统，其特征在于：所述等值电路中，忽略电路中的电感的感抗。3.根据权利要求1所述的输电线路高阻接地故障判别系统，其特征在于：所述模型分析模块(200)对构建的等值电路进行分析，列出二阶非线性齐次微分方程：其中，t表示t时刻。该微分方程的特征根为：其中，p1和...

【专利技术属性】
技术研发人员：王敏珍，张琦，刘刚，赵长顺，刘明慧，袁志成，王涤非，
申请(专利权)人：长春晟德科技有限公司，
类型：发明
国别省市：