配网高阻接地故障的定位方法技术

本发明专利技术实施例公开了配网高阻接地故障的定位方法，该方法包括下列步骤：实时测量根据配网高阻接地故障产生的暂态电压信号；并对所述暂态电压信号进行反演处理，获取反演暂态电压信号；再构建配电网线路仿真模型，并输入所述反演暂态电压信号；最后根据所述配电网线路仿真模型中的故障电流信号能量最小值确定实际中所述配网高阻接地故障的位置；这种方法不受外界噪声

【技术实现步骤摘要】
配网高阻接地故障的定位方法、系统、存储介质及设备


[0001]本专利技术涉及配电网故障定位
，尤其涉及配网高阻接地故障的定位方法
、
系统
、
存储介质及设备
。

技术介绍

[0002]在配电网运行过程中，由损坏导线接触非理想高阻抗介质
(
如沙土
、
沥青
、
路面和树枝
)
而引起的高阻接地故障是接地配电网的持续性难题，故障电气量特征微弱且不稳定是高阻接地故障显著的特点
。
[0003]现有的过电流继电器无法轻易地检测或定位高阻接地故障，若系统长时间带故障运行，可能会对民众造成触电危险或火灾隐患，从而导致故障范围进一步扩大以及影响电力供应的可靠性
。
[0004]由于配电线路高阻接地故障精确定位难，在现有的配网故障定位方法中，使用故障选线定位方法仅能实现故障馈线的定位，而故障区段定位方法虽然能实现较为严重的相间故障所在区段的定位，但是配网故障中约
80
％是单相接地故障，发生单相接地故障时，变电站中性点电压会发生变异；因此，若线路发生单相接地故障，接地点易发生燃弧，严重威胁到电力系统的安全
。
[0005]目前针对单相接地故障的区段定位方法主要为理论研究，特别是对于经树枝
、
草皮
、
沥青等非金属导电介质接地的高阻接地故障，其故障时过渡电阻通常在
300
Ω
以上，这些故障特征信号微弱
、
检测难度大，易受噪声等扰动干扰，难以实现故障精确定位
。

技术实现思路

[0006]基于此，有必要针对上述问题，提出了配网高阻接地故障的定位方法
。
[0007]一种配网高阻接地故障的定位方法，所述方法包括下列步骤：
[0008]实时测量根据配网高阻接地故障产生的暂态电压信号；
[0009]对所述暂态电压信号进行反演处理，获取反演暂态电压信号；
[0010]构建配电网线路仿真模型，并输入所述反演暂态电压信号；
[0011]根据所述配电网线路仿真模型中的故障电流信号能量最小值确定实际中所述配网高阻接地故障的位置
。
[0012]上述方案中，获取所述暂态电压信号还包括：
[0013]利用等效输入阻抗
Z
in2d
代替所述配网高阻接地故障右侧的传输线特征阻抗
Z
c
和末端阻抗
Z1[0014][0015]式中，
ρ1为电压反射系数
、
γ
为无损传输线的传输系数
、j
为复数
、
β
为相位常数
、L
为线路总长度
、x
f
为实际故障位置；
[0016]根据戴维南等效定理获取新的所述配网高阻接地故障右侧的等效电阻
Z
t
和等效电压源
U
ft
[0017][0018][0019]式中，为故障阻抗
、U
fs
为故障电压源
、Z
in2d
为右侧等效输入阻抗；
[0020]对所述配网高阻接地故障左侧的传输线特征阻抗
Z
c
、
等效阻抗
Z
t
和等效电压源
U
ft
应用戴维南等效定理，得到最终等效输入阻抗
Z
eq2
和最终等效电压源
U
eq2
[0021][0022][0023]式中，
ρ
f
为传输线终端电压反射系数；
[0024]根据所述最终的等效输入阻抗和等效电压源确定传输线电路左侧电压
U0[0025][0026]式中，
U
eq2
为最终等效电压源
。
[0027]上述方案中，所述对所述暂态电压信号进行反演处理，获取反演暂态电压信号，具体包括：
[0028]在时域内对所述暂态电压信号进行时间反向处理；
[0029]在频域内对所述暂态电压信号进行共轭处理，获取反演暂态电压信号
。
[0030]上述方案中，所述根据所述配电网线路仿真模型中的故障电流信号能量最小值确定实际中所述配网高阻接地故障的位置，具体包括：
[0031]在配电网线路仿真模型中等间隔设置若干个横向分支接地故障，其中，若干个横向分支接地故障对应不同的阻抗值；
[0032]获取所述若干个横向分支接地故障位置对应的若干个故障电流信号；
[0033]根据帕塞瓦尔定理确定所述若干个故障电流信号对应的若干个故障电流信号能量；
[0034]获取所述若干个故障电流信号能量中最小的故障电流信号能量；
[0035]根据所述配电网线路仿真模型中最小的故障电流信号能量对应的故障位置确定实际中配网高阻接地故障的位置
。
[0036]上述方案中，所述获取所述若干个横向分支接地故障位置对应的若干个故障电流信号，具体包括：
[0037]I
f
(x
′
f
，
w)
＝
I
f1
(x
′
f
，
w)+I
f2
(x
′
f
，
w)
[0038]式中，
I
f1
(x
′
f
，
ω
)
为配网高阻接地故障位置左侧的故障电流信号
、I
f2
(x
′
f
，
ω
)
为配网高阻接地故障位置右侧的故障电流信号
。
[0039]上述方案中，根据帕塞瓦尔定理确定所述若干个故障电流信号对应的若干个故障电流信号能量，具体包括：
[0040][0041]式中，
N
为频率点的数量，
x
′
f
为在配电网线路仿真模型中配网高阻接地故障的位置
。
[0042]上述方案中，所述根据所述配电网线路仿真模型中最小的故障电流信号能量对应的故障位置确定实际中配网高阻接地故障的位置，具体包括：
[0043][0044][0045]式中，
x
f
为实际中配网高阻接地故障的位置
。
[0046]本申请还提出了一种配网高阻接地故障的定位系统，其特征在于，所述系统包括：暂态电压信号获取单元
、
反演暂态电压信号获取单元
、
仿真模型构建单元和配网高阻接地故障的位置确定单元；
[0047]所述暂态电压信号获取单元，用于实时测量根据配网高阻接地故障产生的暂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
配网高阻接地故障的定位方法，其特征在于，所述方法包括下列步骤：实时测量根据配网高阻接地故障产生的暂态电压信号；对所述暂态电压信号进行反演处理，获取反演暂态电压信号；构建配电网线路仿真模型，并输入所述反演暂态电压信号；根据所述配电网线路仿真模型中的故障电流信号能量最小值确定实际中所述配网高阻接地故障的位置
。2.
根据权利要求1所述的配网高阻接地故障的定位方法，其特征在于，获取所述暂态电压信号还包括：利用等效输入阻抗
Z
in2d
代替所述配网高阻接地故障右侧的传输线特征阻抗
Z
c
和末端阻抗
Z1式中，
ρ1为电压反射系数
、
γ
为无损传输线的传输系数
、j
为复数
、
β
为相位常数
、L
为线路总长度
、x
f
为实际故障位置；根据戴维南等效定理获取新的所述配网高阻接地故障右侧的等效电阻
Z
t
和等效电压源
U
ftft
式中，为故障阻抗
、U
fs
为故障电压源
、Z
in2d
为右侧等效输入阻抗；对所述配网高阻接地故障左侧的传输线特征阻抗
Z
c
、
等效阻抗
Z
t
和等效电压源
U
ft
应用戴维南等效定理，得到最终等效输入阻抗
Z
eq2
和最终等效电压源
U
eq2eq2
式中，
ρ
f
为传输线终端电压反射系数；根据所述最终的等效输入阻抗和等效电压源确定传输线电路左侧电压
U0式中，
U
eq2
为最终等效电压源
。3.
根据权利要求2所述的配网高阻接地故障的定位方法，其特征在于，所述对所述暂态
电压信号进行反演处理，获取反演暂态电压信号，具体包括：在时域内对所述暂态电压信号进行时间反向处理；在频域内对所述暂态电压信号进行共轭处理，获取反演暂态电压信号
。4.
根据权利要求3所述的配网高阻接地故障的定位方法，其特征在于，所述根据所述配电网线路仿真模型中的故障电流信号能量最小值确定实际中所述配网高阻接地故障的位置，具体包括：在配电网线路仿真模型中等间隔设置若干个横向分支接地故障，其中，若干个横向分支接地故障对应不同的阻抗值；获取所述若干个横向分支接地故障位置对应的若干个故障电流信号；根据帕塞瓦尔定理确定所述若干个故障电流信号对应的若干个故障电流信号能量；获取所述若干个故障电流信号能量中最小的故障电流信号能量；根据所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王科，许士锦，徐肖伟，杨庆，阳浩，齐玥，项恩新，贺恒鑫，邵力，聂鼎，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：