配电网单相接地故障的感知方法、感知装置和配电网制造方法及图纸

本申请提供了一种配电网单相接地故障的感知方法、感知装置和配电网，配电网包括阻抗消除电路，阻抗消除电路包括第一电压互感器与第二电压互感器，该方法包括：在第一电压互感器的二次侧输入预定频率的第一输入电流的情况下，获取第二电压互感器的二次侧的第一空载电压；根据第一输入电流及第一空载电压计算配电网的功率因数角，得到第一功率因数角；计算配电网未发生单相接地故障的情况下的功率因数角，得到第二功率因数角；计算第二功率因数角与第一功率因数角的比值系数；根据比值系数与预定阈值比较结果，确定配电网是否发生单相接地故障。该方法解决了现有技术中单相接地故障感知方法感知不准确的问题。障感知方法感知不准确的问题。障感知方法感知不准确的问题。

【技术实现步骤摘要】
配电网单相接地故障的感知方法、感知装置和配电网


[0001]本专利技术涉及电力系统故障监测领域，具体而言，涉及一种配电网单相接地故障的感知方法、感知装置、计算机可读存储介质和配电网。

技术介绍

[0002]配电网深入用户终端，随机故障频发，其中单相接地故障接近八成。由于中性点不接地方式可使配电网在发生单相接地故障后，线电压依旧保持对称，短时间内不影响供电，故该接地方式在我国中压配电网中应用广泛。然而，该接地方式的配电网在发生单相接地故障(尤其是高阻接地故障)后，故障特征微弱，导致故障感知十分困难，威胁人身及设备安全。因此，故障感知作为故障处理的前提条件，对中性点不接地配电网的安稳运行具有重要意义。
[0003]目前配电网故障感知方法大体上分为被动法和主动法。被动法包括了稳态特征法和暂态特征法，其中稳态特征法是根据稳态电气量(零序电压、零序电流等)来判断故障是否发生。暂态特征法主要包括行波法、暂态能量法等。主动法主要是对配电网进行主动注入外部输入电压或电流信号的方式获得配电网内部信息，以达到对配电网的对地参数测量、故障感知及定位等功能。
[0004]稳态特征法一般只对金属性接地故障有效，当配电网发生高阻接地故障时，因其过渡电阻大，导致故障电流等电气量变化不明显，从而降低该方法的准确性。主动法并没有考虑注入信号所使用的互感器内阻抗对单相接地故障的影响。

技术实现思路

[0005]本申请的主要目的在于提供一种配电网单相接地故障的感知方法、感知装置、计算机可读存储介质和配电网，以至少解决现有技术中单相接地故障感知方法感知不准确的问题。
[0006]为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种配电网单相接地故障的感知方法，所述配电网包括阻抗消除电路，所述阻抗消除电路包括第一电压互感器与第二电压互感器，所述第一电压互感器的一次侧与所述第二电压互感器的一次侧电连接，所述方法包括：在所述第一电压互感器的二次侧输入预定频率的第一输入电流的情况下，获取所述第二电压互感器的二次侧的第一空载电压；根据所述第一输入电流及所述第一空载电压计算所述配电网的功率因数角，得到第一功率因数角；计算所述配电网未发生单相接地故障的情况下的功率因数角，得到第二功率因数角；计算所述第二功率因数角与所述第一功率因数角的比值系数；根据所述比值系数与预定阈值比较结果，确定所述配电网是否发生单相接地故障。
[0007]可选地，根据所述第一输入电流及所述第一空载电压计算配电网的功率因数角，得到第一功率因数角，包括：根据所述第一输入电流及所述第一空载电压计算所述配电网的等效对地导纳；根据所述等效对地导纳、所述第一输入电流及所述第一空载电压，计算第
一有功功率和第一无功功率，所述第一有功功率为所述配电网发生单相接地故障的状态下的有功功率，所述第一无功功率为所述配电网发生单相接地故障的状态下的无功功率；根据所述第一有功功率与所述第一无功功率，计算得到所述第一功率因数角。
[0008]可选地，根据所述第一输入电流及所述第一空载电压计算所述配电网的等效对地导纳，包括：获取第一变比与第二变比，所述第一变比为所述第一电压互感器的变比，所述第二变比为所述第二电压互感器的变比，所述变比为所述电压互感器一次侧与二次侧的电压比；根据所述第一变比与所述第一输入电流计算所述第一电压互感器的一次侧的等效电流，根据所述第二变比与所述第一空载电压计算所述第二电压互感器的一次侧的等效电压；根据所述等效电流与所述等效电压计算得到所述等效对地导纳。
[0009]可选地，计算所述配电网未发生单相接地故障的情况下的功率因数角，得到第二功率因数角，包括：获取第二输入电流与第二空载电压，所述第二输入电流为所述配电网未发生单相接地故障的情况下的输入电流，所述第二空载电压为所述配电网未发生单相接地故障的情况下测量到的空载电压；根据所述等效对地导纳、所述第二输入电流及所述第二空载电压，计算第二有功功率与第二无功功率，所述第二有功功率为所述配电网未发生单相接地故障的情况下的有功功率，所述第二无功功率为所述配电网未发生单相接地故障的情况下的无功功率；根据所述第二有功功率与所述第二无功功率，计算得到所述第二功率因数角。
[0010]可选地，根据所述比值系数与预定阈值比较结果，确定所述配电网是否发生单相接地故障，包括：在所述比值系数大于或等于所述预定阈值的情况下，确定所述配电网发生单相接地故障；在所述比值系数小于所述预定阈值的情况下，确定所述配电网未发生单相接地故障。
[0011]可选地，计算第一有功功率，包括：获取第一电阻值，所述第一电阻值为发生单相接地故障时产生的过渡电阻；根据所述等效对地导纳、所述第一输入电流、所述第一空载电压及所述第一电阻值，计算所述配电网的有功功率，得到所述第一有功功率。
[0012]可选地，在根据所述比值系数与预定阈值比较结果，确定所述配电网是否发生单相接地故障之前，所述方法还包括：对所述配电网处于所述单相接地故障的状态进行模拟，得到所述比值系数的多个模拟值；根据多个所述模拟值确定所述预定阈值。
[0013]根据本申请的另一方面，提供了一种配电网单相接地故障的感知装置，所述配电网包括阻抗消除电路，所述阻抗消除电路包括第一电压互感器与第二电压互感器，所述第一电压互感器的一次侧与所述第二电压互感器的一次侧电连接，所述装置包括：获取单元，用于在所述第一电压互感器的二次侧输入预定频率的第一输入电流的情况下，获取所述第二电压互感器的二次侧的第一空载电压；第一计算单元，用于根据所述第一输入电流及所述第一空载电压计算所述配电网的功率因数角，得到第一功率因数角；第二计算单元，用于计算所述配电网未发生单相接地故障的情况下的功率因数角，得到第二功率因数角；第三计算单元，用于计算所述第二功率因数角与所述第一功率因数角的比值系数；确定单元，用于根据所述比值系数与预定阈值比较结果，确定所述配电网是否发生单相接地故障。
[0014]根据本申请的再一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行任意一种所述的方法。
[0015]根据本申请的又一方面，提供了一种配电网，包括：阻抗消除电路，一个或多个处理器，存储器，以及一个或多个程序，其中，所述阻抗消除电路包括第一电压互感器与第二电压互感器，所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行任意一种所述的方法。
[0016]应用本申请的技术方案，在上述配电网单相接地故障的感知方法中，应用双电压互感器从原理上消除了互感器内阻抗以及配电网消谐电阻引起的故障感知误差，并且根据发生单相接地故障前后功率因数角的变化情况，通过计算配电网正常运行状态下的功率因数角与测量时的功率因数角的比值，对配电网是否发生单相接地故障进行判断，该方法解决了现有技术中单相接地故障感知方法感知不准确的问题。
附图说明
[0017]图1示出了根据本申请的实施例中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种配电网单相接地故障的感知方法，其特征在于，所述配电网包括阻抗消除电路，所述阻抗消除电路包括第一电压互感器与第二电压互感器，所述第一电压互感器的一次侧与所述第二电压互感器的一次侧电连接，所述方法包括：在所述第一电压互感器的二次侧输入预定频率的第一输入电流的情况下，获取所述第二电压互感器的二次侧的第一空载电压；根据所述第一输入电流及所述第一空载电压计算所述配电网的功率因数角，得到第一功率因数角；计算所述配电网未发生单相接地故障的情况下的功率因数角，得到第二功率因数角；计算所述第二功率因数角与所述第一功率因数角的比值系数；根据所述比值系数与预定阈值比较结果，确定所述配电网是否发生所述单相接地故障。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述第一输入电流及所述第一空载电压计算配电网的功率因数角，得到第一功率因数角，包括：根据所述第一输入电流及所述第一空载电压计算所述配电网的等效对地导纳；根据所述等效对地导纳、所述第一输入电流及所述第一空载电压，计算第一有功功率和第一无功功率，所述第一有功功率为所述配电网发生单相接地故障的状态下的有功功率，所述第一无功功率为所述配电网发生单相接地故障的状态下的无功功率；根据所述第一有功功率与所述第一无功功率，计算得到所述第一功率因数角。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述第一输入电流及所述第一空载电压计算所述配电网的等效对地导纳，包括：获取第一变比与第二变比，所述第一变比为所述第一电压互感器的变比，所述第二变比为所述第二电压互感器的变比，所述变比为所述电压互感器一次侧与二次侧的电压比；根据所述第一变比与所述第一输入电流计算所述第一电压互感器的一次侧的等效电流，根据所述第二变比与所述第一空载电压计算所述第二电压互感器的一次侧的等效电压；根据所述等效电流与所述等效电压计算得到所述等效对地导纳。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，计算所述配电网未发生单相接地故障的情况下的功率因数角，得到第二功率因数角，包括：获取第二输入电流与第二空载电压，所述第二输入电流为所述配电网未发生单相接地故障的情况下的输入电流，所述第二空载电压为所述配电网未发生单相接地故障的情况下测量到的空载电压；根据所述等效对地导纳、所述第二输入电流及所述第二空载电压，计算第二有功功率与第二无功功率，所述第二有功功率为所述配电网未发生单相接地故障的情况下的有功功率，所述第二无功功率为所述配电网未发生单...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳剑，白浩，李平，尚盟强，陈武，姜书，朱梓豪，周克剑，李巍，赵帆，樊金泽，纳智敏，潘姝慧，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：