本发明专利技术涉及10kV配电网单相接地故障判断技术领域，公开了一种配电网单相接地故障类型辨识及分析方法、系统，包括：S1、根据故障检测装置录波的波形识别单相接地故障波形以及故障时间点；S2、根据所述故障时间点进行故障前、故障后以及故障时刻的特征分析，得到若干波形故障特征；S3、根据所述波形故障特征，判别所述单相接地故障的故障方向；S4、根据所述波形故障特征，辨识所述单相接地故障的故障类型。本发明专利技术有利于了解配电网真实现场故障情况，为后续的故障分析与故障诊断算法的开发提供了强有力的支撑。
1、现阶段10kv配电网多数采用中性点非有效接地的方式，包含中性点不接地系统，中性点经消弧线圈接地系统，这些都属于小电流接地系统。随着配电网的逐年发展和对配网安全运行的关注，配网故障的快速准确处理得到了重视。在10kv中压配电网中最为主要的故障就是单相接地故障。由于中性点大多采用非有效接地的方式，导致单相接地故障发生后，故障电流小，不易检测，虽然在发生单相接地故障以后系统线电压不变，不会影响用电设备的正常使用，但是长时间的接地故障也存在着危害，可能造成火灾，断线，出现继发性故障，严重影响配电网的安全。
2、目前10kv配电系统中，大多都安装有单相接地故障检测装置，例如站内的单相接地选线装置、站外柱上断路器、环网柜或者是故障指示器，这些设备都具有单相接地故障的故障检测功能及故障录波功能，这些故障检测装置可以采集大量的实际接地故障波形信息，这些波形反应了现场各种真实的接地工况，波形信息含量丰富。
3、根据相关标准规定，配电终端(故障检测装置)故障录波需包含故障前4个周波及故障后8个周波的故障数据，其中包括三相电压(或两个线电压)、三相电流、零序电压及零序电流等电气量的录波。
4、然而，目前技术人员通过故障录波的波形数据无法很快了解到单相接地故障的类型，需要花费很多时间来进行分析，因此，如何通过故障录波的波形数据快速地辨识配电网单相接地故障的类型，是亟需解决的问题。
>技术实现思路1、本专利技术提供一种配电网单相接地故障类型辨识及分析方法、系统，结合波形数据的采样频率对波形数据进行特征分析，并通过特征分析对故障类型进行辨识。
2、本专利技术通过下述技术方案实现：
3、一种配电网单相接地故障类型辨识及分析方法，包括：
4、s1、根据故障检测装置录波的波形识别单相接地故障波形以及故障时间点；
5、s2、根据所述故障时间点进行故障前、故障后以及故障时刻的特征分析，得到若干波形故障特征；
6、s3、根据所述波形故障特征，判别所述单相接地故障的故障方向；
7、s4、根据所述波形故障特征，辨识所述单相接地故障的故障类型。
8、作为优化，s1的具体步骤为：
9、s1.1、对所述波形的各采样点进行滤波，过滤掉因采集误差产生的异常采样点数据；
10、s1.2、根据过滤后的所述波形的零序电压的大小来判断所述波形是否为单相接地故障波形；
11、s1.3、对确定为单相接地故障的波形通过零序电压三阶差分确定该波形的故障时间点。
12、作为优化，s1.2的具体过程为：
13、s1.2.1、对过滤后的波形的零序电压进行傅里叶变化，提取该过滤后的波形的每一个周波的零序电压基波的有效值；
14、s1.2.2、依次对该过滤后的波形的相邻周波的零序电压基波的有效值做差比较；
15、s1.2.3、若该过滤后的波形的相邻周波的零序电压基波的差值的最大点大于500v，则认为此过滤后的波形为单相接地故障波形，取零序电压基波的差值最大点的前一个周波及后一个周波形成的区段作为故障初始时刻的可能区段。
16、作为优化，s1.3的具体过程为：求取故障初始时刻的可能区段的零序电压的三阶差分，该可能区段中的零序电压三阶差分的绝对值最大点对应的时间点为故障时间点，并取该故障时间点的前a个周波数据以及后b个周波数据作为采样数据进行故障类型的辨识。
17、作为优化，所述特征分析包括：故障后三相电压与三相电流、故障后零序电压、故障后零序电流、故障时刻零序电压突变量、故障时刻零序电流突变量、故障后零序角差、故障后零序有功功率、故障后零序无功功率、故障时刻三相电流突变量、故障前三相电压不平衡度、故障时刻零序电压陡度、零序电压与零序电流的首半波相关性。
18、作为优化，故障后三相电压、三相电流、故障后零序电压、故障后零序电流的计算具体为使用故障后的三个周波采样点的相应的电压、电流数据进行均方根值的计算：
19、
20、
21、
22、
23、其中，xvrms、xirms、xv′rms、xi′rms分别为故障后三相电压、故障后三相电流、故障后零序电压、故障后零序电流的大小，xv、xi、xv′、xvi′分别为故障后的三相电压、故障后的三相电流、故障后的零序电压、故障后的零序电流的采样点的值，n为故障后的三个周波采样点的个数；
24、故障时刻零序电压突变量、故障时刻零序电流突变量的计算方式为：
25、使用以故障时间点为起始点的后一个周波采样点的数据与所述采样数据的第一个周波的采样点数据进行相减，两个周波相减的数据一一对应，然后将计算后得到的差值数据再进行均方根的计算；
26、故障后的零序角差的计算方式为：
27、对以故障时间点为起始点的后面第五个周波的采样点数据的零序电压、零序电流进行傅里叶变化，得到以故障时间点为起始点的后面第五个周波的零序电压的相位及零序电流的相位，然后零序电压的相位及零序电流的相位相减得到零序角差；
28、故障后零序有功功率、故障后零序无功功率的计算具体采用故障后所有的采样点数据进行计算，故障后零序有功功率为对应的采样点的零序电压与零序电流相乘，故障后零序无功功率为对应的采样点的零序电压做微分后与零序电流相乘，具体公式为：
29、
30、
31、其中，p为故障后零序有功功率，q为故障后零序无功功率，u为采样点的零序电压的采样点，i为采样点的零序电流的的采样点，n为故障后所有的采样点的个数；
32、故障时刻三相电流突变量的具体计算方式为：
33、将以所述故障时间点为起点的后一个周波的采样点数据与所述采样数据中故障前的第一个周波的采样点数据进行傅里叶变换，分别提取以所述故障时间点为起点的后一个周波的三相电流的第一基波的实部、虚部以及故障前的第一个周波的三相电流的第二基波的实部、虚部，并将第一基波的实部和第二基波的实部相减、第一基波的虚部和第二基波的虚部相减，得到三相电流的突变量的实部与虚部，进而得到三相电流突变量的有效值；
34、故障前三相电压不平衡度的计算方式为：
35、通过故障前的第一个周波采样点数据计算三相电压的有效值ua、ub、uc，并根据所述三相电压的有效值计算出所述三相电压的平均值，然后用每相电压分别减去所述三相电压的平均值，取每相电压与所述三相电压的平均值之间的差值中的最大值除以所述三相电压的平均值即为故障前三相电压不平衡度；
36、故障时刻零序电压陡度的计算方式为：
37、取出以故障时间点为起点的后四分之一个周波长度采样点的零序电压的最大值和最小值，结合中间采样点的个数，计算出陡度，计算公式为：...
【技术保护点】
1.一种配电网单相接地故障类型辨识及分析方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种配电网单相接地故障类型辨识及分析方法，其特征在于，S1的具体步骤为：
3.根据权利要求2所述的一种配电网单相接地故障类型辨识及分析方法，其特征在于，S1.2的具体过程为：
4.根据权利要求3所述的一种配电网单相接地故障类型辨识及分析方法，其特征在于，S1.3的具体过程为：求取故障初始时刻的可能区段的零序电压的三阶差分，该可能区段中的零序电压三阶差分的绝对值最大点对应的时间点为故障时间点，并取该故障时间点的前A个周波数据以及后B个周波数据作为采样数据进行故障类型的辨识。
5.根据权利要求1所述的一种配电网单相接地故障类型辨识及分析方法，其特征在于，所述特征分析包括：故障后三相电压与三相电流、故障后零序电压、故障后零序电流、故障时刻零序电压突变量、故障时刻零序电流突变量、故障后零序角差、故障后零序有功功率、故障后零序无功功率、故障时刻三相电流突变量、故障前三相电压不平衡度、故障时刻零序电压陡度、零序电压与零序电流的首半波相关性。
6.根据权利要求5所述的一种配电网单相接地故障类型辨识及分析方法，其特征在于，故障后三相电压、三相电流、故障后零序电压、故障后零序电流的计算具体为使用故障后的三个周波采样点的相应的电压、电流数据进行均方根值的计算：
7.根据权利要求6所述的一种配电网单相接地故障类型辨识及分析方法，其特征在于，S3中，根据所述波形故障特征，判别所述单相接地故障的故障方向具体包括：
8.根据权利要求7所述的一种配电网单相接地故障类型辨识及分析方法，其特征在于，S4的具体过程为：
9.根据权利要求8所述的一种配电网单相接地故障类型辨识及分析方法，其特征在于，在故障稳态时刻单相接地故障线路的波形的零序电流的各高频分量具体为：
10.一种配电网单相接地故障类型辨识及分析系统，实施权利要求1-9任一所述的一种配电网单相接地故障类型辨识及分析方法，其特征在于，包括：
...
【技术特征摘要】
1.一种配电网单相接地故障类型辨识及分析方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种配电网单相接地故障类型辨识及分析方法，其特征在于，s1的具体步骤为：
3.根据权利要求2所述的一种配电网单相接地故障类型辨识及分析方法，其特征在于，s1.2的具体过程为：
4.根据权利要求3所述的一种配电网单相接地故障类型辨识及分析方法，其特征在于，s1.3的具体过程为：求取故障初始时刻的可能区段的零序电压的三阶差分，该可能区段中的零序电压三阶差分的绝对值最大点对应的时间点为故障时间点，并取该故障时间点的前a个周波数据以及后b个周波数据作为采样数据进行故障类型的辨识。
5.根据权利要求1所述的一种配电网单相接地故障类型辨识及分析方法，其特征在于，所述特征分析包括：故障后三相电压与三相电流、故障后零序电压、故障后零序电流、故障时刻零序电压突变量、故障时刻零序电流突变量、故障后零序角差、故障后零序有功功率、故障后零序无功功率、故障时刻三相电流突变...
【专利技术属性】
技术研发人员：苏学能，方玉，张华，廖红兵，龙呈，高艺文，李世龙，张剑，徐琳，熊嘉宇，刘畅，宁鑫，吴驰，雷潇，
申请(专利权)人：国网四川省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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