一种中压配电网单相断线故障综合判别方法技术

本发明专利技术公开了一种中压配电网单相断线故障综合判别方法，涉及电网故障技术领域，该方法包括以下步骤：S1.采集测量点处的三相电压、电流；S2.获取三相电压和电流幅值；S3.判断三相电压中是否有一相电压升高而剩余两相电压降低，若是，则到步骤S4，若否，则返回步骤S1；S4.判断电压升高相的相电流是否为0或者相电流的突变量小于0，若是，则到步骤S5，若否，则返回步骤S1；S5.计算得到线路的负序阻抗角；S6.判断负序阻抗角是否在预设范围内，若是，则判定发生断线故障并执行步骤S7，若否，则返回步骤S1；S7.计算线路中负序电流与正序电流的比值；S8.基于比值结果，判断线路单相断线故障类别。本发明专利技术能识别配电网中支线上发生的单相断线故障。线故障。线故障。

【技术实现步骤摘要】
一种中压配电网单相断线故障综合判别方法


[0001]本专利技术涉及电网故障
，具体地，涉及一种中压配电网单相断线故障综合判别方法。

技术介绍

[0002]随着我国城市化进程的加剧，配电网规模越来越大，网架结构覆盖的区域也越来越复杂。配电网经常发生闪电雷击、地面爆破、机械挖掘、安装工艺、电气质量等原因造成断线故障频发。断线故障也越来越受到关注，配电线路发生断线故障后因为无明显过电流特征，故障无法立即切除，且断线后导线长时间垂落地面可能会引发人身触电事故。同时电压不对称会导致电气设备损坏，因此，准确、可靠识别单相断线故障变得尤为重要。
[0003]现阶段，大多数单相断线故障判别方法仅能识别断线甩掉100％负荷的情况(即干线上的断线故障)，无法识别到部分断线情况(即支线上的断线故障)，会导致当配电线路发生支线断线故障时，仍从干线处开始排查发生断线故障的位置，浪费大量的时间、人力和物力，在发生断线故障后无法可靠识别和快速处理，从而引起停电范围扩大或者人身安全等一系列问题。

技术实现思路

[0004]为能识别配电网中发生在支线上的单相断线故障，本专利技术提供了一种中压配电网单相断线故障综合判别方法，所述方法包括以下步骤：
[0005]S1.实时采集配电线路上测量点处的三相电压和三相电流得到采集结果；
[0006]S2.基于所述采集结果，获取所述三相电压的幅值和所述三相电流的幅值；
[0007]S3.计算所述三相电压的幅值的突变量得到第一计算结果，基于所述第一计算结果，判断所述三相电压中是否有一相电压升高而剩余两相电压降低，若是，则执行步骤S4，若否，则返回步骤S1；
[0008]S4.获取所述三相电压中电压升高相t1时刻的第一相电流和t2时刻的第二相电流，t1>t2，计算所述第一相电流到所述第二相电流的突变程度得到第二计算结果，当所述第一相电流位于第一预设范围，判断所述第二计算结果是否大于第一预设阈值，若是，则执行步骤S5，若否，则返回步骤S1；当所述第一相电流位于第二预设范围，判断所述第二计算结果是否大于第二预设阈值，若是，则执行步骤S5，若否，则返回步骤S1；当所述第一相电流位于第三预设范围，判断所述第二计算结果是否大于第三预设阈值，若是，则执行步骤S5，若否，则返回步骤S1；当所述第一相电流位于第四预设范围，判断所述第二计算结果是否大于第四预设阈值，若是，则执行步骤S5，若否，则返回步骤S1；
[0009]S5.计算所述配电线路中正序电流、负序电压和负序电流得到第三计算结果，基于所述第三计算结果，计算得到所述配电线路的负序阻抗角；
[0010]S6.判断所述负序阻抗角是否位于预设范围内，若是，则判定所述测量点位置后端发生断线故障并执行步骤S7，若否，则返回步骤S1；
[0011]S7.计算所述配电线路中负序电流与正序电流的比值；
[0012]S8.基于所述配电线路中负序电流与正序电流的比值计算结果，判断所述配电线路单相断线故障类别。
[0013]专利技术原理：本专利技术通过配电网对测量点的三相电压和三相电流进行实时采集，再对采集的三相电压、电流进行处理得到三相电压、电流的工频幅值，计算三相电压的幅值的突变量得到第一计算结果，当判断出三相电压中有一相电压升高而剩余两相电压降低(说明此时有一相的相电压的突变量大于0，而剩余两相的相电压的突变量小于0)，对电压升高相t1时刻的第一相电流到t2时刻第二相电流的突变程度进行计算得到第二计算结果，并基于第一相电流的大小对第二计算结果设置不同的判断阈值，只有当第二计算结果超过设置的判断阈值时，才进行下一步判断，因为三相负荷不平衡也会造成相电流的波动，因此通过上述方法来区分引起相电流变化的因素是断线故障还是负荷不平衡。计算配电线路中的正序电流、负序电流和负序电压，而负序电压与负序电流的相位差即为负序阻抗角，因此通过负序电压和负序电流的第三计算结果，得到配电线路的负序阻抗角，再通过判断负序阻抗角是否在预设范围内，由于故障线路的负序电流方向为线路流向母线，而非故障线路的负序电流方向为母线流向线路，因此故障线路与健全线路的负序阻抗角取值范围会存在差异。当判断负序阻抗角在预设范围内时，则判定测量点位置后端发生断线故障。在发生单相断线故障的配电线路中，负序电流与正序电流近似相等，而对于健全的配电线路来说相电流几乎都是正序电流，通过计算配电线路中负序电流与正序电流的比值，来判断配电线路单相断线故障类别(严重程度)。本专利技术采用以相电压、相电流故障特征为启动条件，以负序阻抗角为主判据，用负序电流与正序电流的比值来反应断线故障类别(严重程度)，不仅能识别100％断线故障(即干线断线甩掉100％负荷的情况)，也可以识别部分断线故障(支线上的断线故障)，从而可以根据断线故障类别制定不同的应急措施。
[0014]优选的，在步骤S2和S3之间还包括有步骤S2.1，所述步骤S2.1包括：设置相电流阈值，判断所述三相电流中是否存在至少两相电流大于所述相电流阈值，若是，则执行步骤S3，若否，则返回步骤S1。其中，因为需要通过相电流来计算正序电流、负序电压和负序电流，因此，为保障计算精度，需要设置相电流阈值，当三相电流中至少有两相电流大于相电流阈值时，才进行断线保护判别。
[0015]优选的，基于所述配电线路中负序电流与正序电流的比值计算结果，判断所述配电线路单相断线故障类别包括：将所述配电线路中负序电流与正序电流的比值计算结果设为λ，并预设第一比值为μ，0<μ<1；当μ<λ<1时，判定所述配电线路单相断线故障类别为支线断线故障；当λ＝1时，判定所述配电线路单相断线故障类别为干线断线故障。
[0016]其中，在发生单相断线故障的配电线路中，负序电流与正序电流近似相等，而对于健全的配电线路来说相电流几乎都是正序电流，通过计算配电线路中负序电流与正序电流的比值，来判断配电线路发生单相断线故障的严重程度，即判断配电线路是发生干线断线故障还是支线断线故障。
[0017]优选的，预设第一比值为μ包括：获取所述配电线路的电气参数得到获取结果，基于所述获取结果，对所述μ进行调整。
[0018]其中，之所以设置第一比值μ，是因为针对不同线路的不同情况，利用负序电流与正序电流比值来判断配电线路单相断线故障的严重程度时会存在误差，但可以通过调整μ
的值来减小这种误差带来的影响，而对于不同配电线路的不同情况，则通过配电线路的电气参数进行判定，例如对于正常运行时负荷电流较小的配电线路，可能较小的负序电流都会引发部分断线保护误动，但在实际中较小的负序电流并不会对线路产生较大的影响，因此可以通过调大μ的值，来避免由于线路电流波动而引发的部分断线保护误动操作。
[0019]优选的，计算所述三相电压幅值的突变量得到第一计算结果包括，通过以下公式计算三相电压幅值的突变量：
[0020]ΔU
ε
＝U
ε1
‑
U
ε0...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种中压配电网单相断线故障综合判别方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S1.实时采集配电线路上测量点处的三相电压和三相电流得到采集结果；S2.基于所述采集结果，获取所述三相电压的幅值和所述三相电流的幅值；S3.计算所述三相电压的幅值的突变量得到第一计算结果，基于所述第一计算结果，判断所述三相电压中是否有一相电压升高而剩余两相电压降低，若是，则执行步骤S4，若否，则返回步骤S1；S4.获取所述三相电压中电压升高相t1时刻的第一相电流和t2时刻的第二相电流，t1>t2，计算所述第一相电流到所述第二相电流的突变程度得到第二计算结果，当所述第一相电流位于第一预设范围，判断所述第二计算结果是否大于第一预设阈值，若是，则执行步骤S5，若否，则返回步骤S1；当所述第一相电流位于第二预设范围，判断所述第二计算结果是否大于第二预设阈值，若是，则执行步骤S5，若否，则返回步骤S1；当所述第一相电流位于第三预设范围，判断所述第二计算结果是否大于第三预设阈值，若是，则执行步骤S5，若否，则返回步骤S1；当所述第一相电流位于第四预设范围，判断所述第二计算结果是否大于第四预设阈值，若是，则执行步骤S5，若否，则返回步骤S1；S5.计算所述配电线路中正序电流、负序电压和负序电流得到第三计算结果，基于所述第三计算结果，计算得到所述配电线路的负序阻抗角；S6.判断所述负序阻抗角是否位于预设范围内，若是，则判定所述测量点位置后端发生断线故障并执行步骤S7，若否，则返回步骤S1；S7.计算所述配电线路中负序电流与正序电流的比值；S8.基于所述配电线路中负序电流与正序电流的比值计算结果，判断所述配电线路单相断线故障类别。2.根据权利要求1所述的一种中压配电网单相断线故障综合判别方法，其特征在于，在步骤S2和S3之间还包括有步骤S2.1，所述步骤S2.1包括：设置相电流阈值，判断所述三相电流中是否存在至少两相电流大于所述相电流阈值，若是，则执行步骤S3，若否，则返回步骤S1。3.根据权利要求1所述的一种中压配电网单相断线故障综合判别方法，其特征在于，基于所述配电线路中负序电流与正序电流的比值计算结果，判断所述配电线路单相断线故障类别包括：将所述配电线路中负序电流与正序电流的比值计算结果设为λ，并预设第一比值为μ，0<μ<1；当μ&...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭琳云，袁杰，于太浩，张明喜，
申请(专利权)人：西安兴汇电力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：