基于磁控开关快速分闸的配电网相间故障隔离方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于磁控开关快速分闸的配电网相间故障隔离方法及系统，方法包括：判断是否发生相间故障；若发生两相故障，则将求取发生故障的任意两相的电流同时满足预设条件的极值点；判断极值点与工频周波采样故障点的差值是否大于预设阈值；若大于预设阈值，则构造第一电流采样序列，判断第一电流幅值是否大于过电流保护整定值；若大于过电流保护整定值，则判定满足过电流逻辑；求取三相电压幅值，并判断任意两相的电压幅值是否低于预设电压值；若低于预设电压值，则判定满足低电压逻辑；当即满足过电流逻辑又满足低电压逻辑时，则发出控制磁控开关快速分闸的指令。避免瞬时性故障发展成为永久性故障，从而提高电网供电可靠性。可靠性。可靠性。

【技术实现步骤摘要】
基于磁控开关快速分闸的配电网相间故障隔离方法及系统


[0001]本专利技术属于配电网故障处理
，尤其涉及一种基于磁控开关快速分闸的配电网相间故障隔离方法及系统。

技术介绍

[0002]配电网发生相间故障时会造成10kV母线故障相电压降低，进而影响整个系统用户的电能质量。配电开关的故障隔离速度将直接决定系统受故障低电压影响的持续时间，因此快速切除故障能够减少对其它非故障线路所含负荷的影响，大大提高配电网的经济效益。配电开关切除线路故障的速度主要取决于故障检测时间和操作机构动作速度，目前故障检测采用全周波傅里叶或快速傅里叶变换方法计算故障电流幅值来判定是否达到过电流保护定值，并确定动作是否出口，该方法需要20ms的故障电流采样数据；而传统弹簧操作机构的开关固有动作时间在30ms左右，因此常规配电开关切除故障的最快时间在50ms左右，存在因故障造成电网电压暂降时间较长问题，无法满足敏感负荷对电能质量的要求。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种基于磁控开关快速分闸的配电网相间故障隔离方法及系统，用于解决因故障造成电网电压暂降时间较长，无法满足敏感负荷对电能质量要求的技术问题。
[0004]第一方面，本专利技术提供一种基于磁控开关快速分闸的配电网相间故障隔离方法，用于电力系统，配电网相间故障隔离方法包括：根据预设采样频率采集所述电力系统的三相采样电流序列以及三相采样电压序列；根据所述三相采样电流序列计算相电流突变量，并基于计算得到的所述相电流突变量判断所述电力系统在某一工频周波采样点是否发生相间故障，其中，所述相间故障包括两相故障和三相故障；若所述电力系统在某一工频周波采样点发生两相故障，则将所述某一工频周波采样点定义为工频周波采样故障点，并求取发生故障的任意两相的电流同时满足预设条件的极值点；判断发生故障的任意两相的电流同时满足预设条件的极值点与所述工频周波采样故障点的差值是否大于预设阈值；若发生故障的任意两相的电流同时满足预设条件的极值点与所述工频周波采样故障点的差值大于预设阈值，则构造第一电流采样序列，基于半周波傅里叶变换对第一电流采样序列求取第一电流幅值，并判断所述第一电流幅值是否大于过电流保护整定值；若所述第一电流幅值大于过电流保护整定值，则判定满足过电流逻辑；
基于半周波傅里叶变换对三相采样电压序列进行求取三相电压幅值，并判断任意两相的电压幅值是否低于预设电压值；若任意两相的电压幅值低于预设电压值，则判定满足低电压逻辑；当既满足过电流逻辑又满足低电压逻辑时，则发出控制磁控开关快速分闸的指令。
[0005]第二方面，本专利技术提供一种基于磁控开关快速分闸的配电网相间故障隔离系统，用于电力系统，配电网相间故障隔离系统包括：采集模块，配置为根据预设采样频率采集所述电力系统的三相采样电流序列以及三相采样电压序列；第一判断模块，配置为根据所述三相采样电流序列计算相电流突变量，并基于计算得到的所述相电流突变量判断所述电力系统在某一工频周波采样点是否发生相间故障，其中，所述相间故障包括两相故障和三相故障；求取模块，配置为若所述电力系统在某一工频周波采样点发生两相故障，则将所述某一工频周波采样点定义为工频周波采样故障点，并求取发生故障的任意两相的电流同时满足预设条件的极值点；第二判断模块，配置为判断发生故障的任意两相的电流同时满足预设条件的极值点与所述工频周波采样故障点的差值是否大于预设阈值；第三判断模块，配置为若发生故障的任意两相的电流同时满足预设条件的极值点与所述工频周波采样故障点的差值大于预设阈值，则构造第一电流采样序列，基于半周波傅里叶变换对第一电流采样序列求取第一电流幅值，并判断所述第一电流幅值是否大于过电流保护整定值；第一判定模块，配置为若所述第一电流幅值大于过电流保护整定值，则判定满足过电流逻辑；第四判断模块，配置为基于半周波傅里叶变换对三相采样电压序列进行求取三相电压幅值，并判断任意两相的电压幅值是否低于预设电压值；第二判定模块，配置为若任意两相的电压幅值低于预设电压值，则判定满足低电压逻辑；输出模块，配置为当既满足过电流逻辑又满足低电压逻辑时，则发出控制磁控开关快速分闸的指令。
[0006]第三方面，提供一种电子设备，其包括：至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器，其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本专利技术第一方面的基于磁控开关快速分闸的配电网相间故障隔离方法的步骤。
[0007]第四方面，本专利技术还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序指令被处理器执行时，使所述处理器执行本专利技术第一方面的基于磁控开关快速分闸的
配电网相间故障隔离方法的步骤。
[0008]本申请的基于磁控开关快速分闸的配电网相间故障隔离方法及系统，具有以下有益效果：采用短时间窗的故障电流检测方法与快速磁控操作机构开关相配合，能最大程度减少线路故障低电压对系统负荷的影响，提高电能质量，降低敏感负荷采用动态电压补偿装置造成的建设投资；其次，快速故障隔离可以减小因电弧故障引发的弧光过电压及火灾危害，避免瞬时性故障发展成为永久性故障，从而提高电网供电可靠性。
附图说明
[0009]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0010]图1为本专利技术一实施例提供的一种基于磁控开关快速分闸的配电网相间故障隔离方法的流程图；图2为本专利技术一实施例提供一个具体实施例的系统两相故障时的三相电流示意图；图3为本专利技术一实施例提供一个具体实施例的构造电流半周波的第一电流采样序列示意图；图4为本专利技术一实施例提供一个具体实施例的系统三相故障时的三相电流示意图；图5为本专利技术一实施例提供一个具体实施例的构造电流半周波的第二电流采样序列示意图；图6为本专利技术一实施例提供的一种基于磁控开关快速分闸的配电网相间故障隔离系统的结构框图；图7是本专利技术一实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
[0011]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。
[0012]请参阅图1，其示出了本申请的一种基于磁控开关快速分闸的配电网相间故障隔离方法的流程图。
[0013]如图1所示，基于磁控开关快速分闸的配电网相间故障隔离方法具体步骤为：步骤S101，根据预设采样频率采集所述电力系统的三相采样电流序列以及三相采样电压序列。
[0014]在本步骤中，根据6400Hz的采样频率采集所述电力系统的三相采样电流序列以及三相采样电压序列。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于磁控开关快速分闸的配电网相间故障隔离方法，用于电力系统，其特征在于，配电网相间故障隔离方法包括：根据预设采样频率采集所述电力系统的三相采样电流序列以及三相采样电压序列；根据所述三相采样电流序列计算相电流突变量，并基于计算得到的所述相电流突变量判断所述电力系统在某一工频周波采样点是否发生相间故障，其中，所述相间故障包括两相故障和三相故障；若所述电力系统在某一工频周波采样点发生两相故障，则将所述某一工频周波采样点定义为工频周波采样故障点，并求取发生故障的任意两相的电流同时满足预设条件的极值点；判断发生故障的任意两相的电流同时满足预设条件的极值点与所述工频周波采样故障点的差值是否大于预设阈值；若发生故障的任意两相的电流同时满足预设条件的极值点与所述工频周波采样故障点的差值大于预设阈值，则构造第一电流采样序列，基于半周波傅里叶变换对第一电流采样序列求取第一电流幅值，并判断所述第一电流幅值是否大于过电流保护整定值；若所述第一电流幅值大于过电流保护整定值，则判定满足过电流逻辑；基于半周波傅里叶变换对三相采样电压序列进行求取三相电压幅值，并判断任意两相的电压幅值是否低于预设电压值；若任意两相的电压幅值低于预设电压值，则判定满足低电压逻辑；当既满足过电流逻辑又满足低电压逻辑时，则发出控制磁控开关快速分闸的指令。2.根据权利要求1所述的一种基于磁控开关快速分闸的配电网相间故障隔离方法，其特征在于，其中，计算所述相电流突变量的表达式为：，式中，为相电流突变量，，为当前工频周波采样点，N=128为工频周波采样点数。3.根据权利要求1所述的一种基于磁控开关快速分闸的配电网相间故障隔离方法，其特征在于，所述基于计算得到的所述相电流突变量判断所述电力系统在某一工频周波采样点是否发生相间故障包括：判断在某一工频周波采样点任意两相的相突变量是否超过额定电流值的10%，且任意两相的相突变量的方向是否相反；若在某一工频周波采样点任意两相的两相突变量超过额定电流值的10%，且任意两相
的两相突变量的方向相反，则电力系统发生两相故障；判断在某一工频周波采样点三相的相突变量是否均超过额定电流值的10%；若在某一工频周波采样点三相的相突变量均超过额定电流值的10%，则电力系统发生三相故障。4.根据权利要求1所述的一种基于磁控开关快速分闸的配电网相间故障隔离方法，其特征在于，所述求取发生故障的任意两相的电流同时满足预设条件的极值点包括：求取故障相的电流导数，其中，计算所述电流导数的表达式为：，式中，为第k个采样点差值导数值，为第k个采样点的电流值，为第k
‑
1个采样点的电流值，；求取发生故障的任意两相的电流同时满足预设条件的极值点，其中，预设条件的表达式为：，式中，为第k
‑
2个采样点差值导数值。5.根据权利要求1所述的一种基于磁控开关快速分闸的配电网相间故障隔离方法，其特征在于，在基于计算得到的所述相电流突变量判断所述电力系统在某一工频周波采样点是否发生相间故障之后，所述方法还包括：若所述电力系统在某一工频周波采样点发生三相故障，则将所述某一工频周波采样点定义为工频周波采样故障点，并基于预设条件求取三相各自的故障电流极值点；判断某...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐在德，陈奎阳，邓才波，熊永康，刘蓓，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：