一种谐振接地系统熄弧时刻判别方法技术方案

本申请实施例提供了一种谐振接地系统熄弧时刻判别方法，涉及配电自动化技术领域，以解决现有的熄弧时刻难以判别的技术问题。利用谐振接地接地系统单相接地故障的母线零序电压、消弧线圈电流等零序故障电气量，构造特征参量，形成熄弧时刻判别的基本判据和附加判据，从而判别熄弧时刻。能够在系统发生单相接地故障后，利用母线零序电压和消弧线圈电流等故障零序电气量，实现谐振接地系统的熄弧时刻判别。无需单独测量设备，利用系统已有母线电压互感器和消弧线圈电流互感器即可完成信号测量。比较前后采样数据点的差异，与利用周期内的采样数据点方法相比，准确度更高。适用于随调式消弧线圈和预调式消弧线圈，适用性较强。强。强。

【技术实现步骤摘要】
一种谐振接地系统熄弧时刻判别方法


[0001]本申请涉及配电自动化
，尤其涉及一种谐振接地系统熄弧时刻判别方法。

技术介绍

[0002]在谐振接地系统中，单相接地故障为主要故障类型，占比高达80％～90％。以故障点状态为边界，单相接地故障全过程包括故障点击穿后的熄弧前过程和系统绝缘恢复后过程，而对于某些间歇性接地故障而言，两者将会出现反复交替。
[0003]目前，针对熄弧后过程的接地故障关注较少，但是熄弧后过程中存在诸多隐患，熄弧后暂态电气量极可能使多种暂态选线方法误选或误报。熄弧后母线零序电压依然存在，可能持续数百毫秒，三相电压可能出现过电压。除此之外，包括有源消弧在内的各种消弧技术多数是以控制故障点残流为目标，故障点电弧能否快速熄灭是评价消弧效果好坏的重要依据。因此，熄弧时刻判别技术是熄弧后过程的接地故障信息的提取和利用的基础，同时对于接地故障的选线、消弧效果评估和重合闸设备的配置等诸多运行和维护工作具有重要的指导意义。
[0004]当谐振接地系统发生单相接地故障时，在故障点击穿后的熄弧前阶段，母线零序电压和消弧线圈电流均为工频正弦量，在系统绝缘恢复的熄弧后阶段，零序回路的补偿电感与系统对地电容之间发生串联谐振，且母线零序电压与消弧线圈电流均为衰减的正弦分量。尽管熄弧后谐振频率与熄弧前频率不同，且信号幅值存在衰减现象，但是故障电气量不存在明显突变，因此，很难直接利用该信号波形判别熄弧时刻。

技术实现思路

[0005]本申请实施例提供了一种谐振接地系统熄弧时刻判别方法，用以解决现有的熄弧时刻难以判别的技术问题。
[0006]一方面，本申请实施例提供了一种谐振接地系统熄弧时刻判别方法，所述方法包括以下步骤：
[0007]步骤S1：记录谐振接地系统发生单向接地故障后的系统母线零序电压u0，并测量系统频率，从而得到角频率ω0。
[0008]步骤S2：计算系统母线零序电压u0信号的一阶导数和平方信号的二阶导数。
[0009]步骤S3：基于如下公式，计算特征参量A，
[0010][0011]步骤S4：基于如下公式，计算特征参量B，
[0012][0013]步骤S5：基于公式dA＝A(n+1)
‑
A(n)，计算所述特征参量A的一阶差分dA，A(n)表示特征参量A的信号序列，且n>0。
[0014]步骤S6：基于公式dB＝B(n+1)
‑
B(n)，计算所述特征参量B的一阶差分dB，B(n)表示特征参量B的信号序列，且n>0。
[0015]步骤S7：基于所述特征参量A、所述特征参量B、所述一阶差分dA以及所述一阶差分dB，生成判据，定性及定量判断接地故障是否熄弧。
[0016]在本申请的一种实现方式中，定性判断接地故障是否熄弧的判据为：若检测到所述特征参量A和/或所述特征参量B为常数，则此时接地故障仍未熄弧；若检测到所述特征参量A和/或所述特征参量B发生变化，则此时接地故障熄弧。
[0017]在本申请的一种实现方式中，定量判断接地故障是否熄弧的判据为：若检测到所述一阶差分dA和/或所述一阶差分dB为0或仅在一定范围内波动，则此时接地故障仍未熄弧；若检测到所述一阶差分dA和/或所述一阶差分dB超出阈值，则此时接地故障熄弧。
[0018]在本申请的一种实现方式中，所述母线零序电压u0可以替换为以下任意一项：消弧线圈电流i
L
、线路上任意位置的零序电压、线路上任意位置的零序电流。
[0019]本申请实施例提供的一种谐振接地系统熄弧时刻判别方法，具有以下有益效果：
[0020](1)、能够在系统发生单相接地故障后，利用母线零序电压和消弧线圈电流等故障零序电气量，实现谐振接地系统的熄弧时刻判别。
[0021](2)、无需单独测量设备，利用系统已有母线电压互感器和消弧线圈电流互感器即可完成信号测量。
[0022](3)、比较前后采样数据点的差异，与利用周期内的采样数据点方法相比，准确度更高。
[0023](4)、适用于随调式消弧线圈和预调式消弧线圈，适用性较强。
附图说明
[0024]此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0025]图1是本申请中一种谐振接地系统熄弧时刻判别方法流程图；
[0026]图2是本申请利用消弧线圈控制器的系统原理接线图；
[0027]图3是本申请仿真所采用的典型10kV配电网系统结构；
[0028]图4是本申请熄弧时刻判别逻辑流程图；
[0029]图5是本申请仿真验证所得发生单相接地故障时母线零序电压波形、消弧线圈电流波形和故障点残流波形；
[0030]图6是本申请仿真验证所得特征参量A和B及其一阶差分dA和dB波形；
[0031]图7是本申请仿真验证所得一阶差分dA和dB波形在熄弧前后的局部图。
具体实施方式
[0032]为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
[0033]在谐振接地系统中，单相接地故障为主要故障类型，占比高达80％～90％。以故障点状态为边界，单相接地故障全过程包括故障点击穿后的熄弧前过程和系统绝缘恢复后过程，而对于某些间歇性接地故障而言，两者将会出现反复交替。
[0034]目前，针对熄弧后过程的接地故障关注较少，但是熄弧后过程中存在诸多隐患，熄弧后暂态电气量极可能使多种暂态选线方法误选或误报。熄弧后母线零序电压依然存在，可能持续数百毫秒，三相电压可能出现过电压。除此之外，包括有源消弧在内的各种消弧技术多数是以控制故障点残流为目标，故障点电弧能否快速熄灭是评价消弧效果好坏的重要依据。因此，熄弧时刻判别技术是熄弧后过程的接地故障信息的提取和利用的基础，同时对于接地故障的选线、消弧效果评估和重合闸设备的配置等诸多运行和维护工作具有重要的指导意义。
[0035]当谐振接地系统发生单相接地故障时，在故障点击穿后的熄弧前阶段，母线零序电压和消弧线圈电流均为工频正弦量，在系统绝缘恢复的熄弧后阶段，零序回路的补偿电感与系统对地电容之间发生串联谐振，且母线零序电压与消弧线圈电流均为衰减的正弦分量。尽管熄弧后谐振频率与熄弧前频率不同，且信号幅值存在衰减现象，但是故障电气量不存在明显突变，因此，很难直接利用该信号波形判别熄弧时刻。
[0036]本专利技术作为一种全面利用接地故障的零序电气量的方法，其目的在于解决谐振接地系统熄弧时刻判别的问题，对于熄弧后过程的接地故障信息的提取和利用以及接地故障的选线、消弧效果评估和重合闸设备的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种谐振接地系统熄弧时刻判别方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤S1：记录谐振接地系统发生单向接地故障后的系统母线零序电压u0，并测量系统频率，从而得到角频率ω0；步骤S2：计算系统母线零序电压u0信号的一阶导数和平方信号的二阶导数；步骤S3：基于如下公式，计算特征参量A，步骤S4：基于如下公式，计算特征参量B，步骤S5：基于公式dA＝A(n+1)
‑
A(n)，计算所述特征参量A的一阶差分dA，A(n)表示特征参量A的信号序列，且n>0；步骤S6：基于公式dB＝B(n+1)
‑
B(n)，计算所述特征参量B的一阶差分dB，B(n)表示特征参量B的信号序列，且n>0；步骤S7：基于所述特征参量A、所述特征参量B、所述一阶差分dA以及所述一阶差分dB，生成判据，定性及定...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫德锋，乔东伟，杨雷，张恒，谢雨濛，郭昱延，徐东生，张海峰，徐淼，王书源，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司泰安供电公司，
类型：发明
国别省市：