基于采样值法的配电网单相电弧性接地故障选线方法技术

本发明专利技术公开了一种基于采样值法的配电网单相电弧性接地故障选线方法，当单相接地故障发生时，以各馈线零序电流采样值的首1/4周波的和作为该馈线的幅值初始判据，并做归一化处理，再计算幅值判据；计算每条馈线与其它馈线的幅值初始判据的积，当该积小于门槛值时，其相位判据增1，否则相位判据不变。当幅值判据与相位判据所判断出的故障馈线一致时，则该馈线即为故障馈线。当不一致时，以次最大值为参考计算幅值判据、相位判据可信度，求出综合判据，则该综合判据最大值所对应的馈线即为故障馈线。本发明专利技术无需计算零序暂态电流的频率、大小、方向，计算简单、易于实现和推广，可有效提高配电网电弧接地选线的准确性。

【技术实现步骤摘要】
基于采样值法的配电网单相电弧性接地故障选线方法
本专利技术属于电力系统自动化
，特别涉及了基于采样值法的配电网单相电弧性接地故障选线方法。
技术介绍
配电网单相接地故障选线一直是继电保护的一个难点。由于配电网发生单相接地故障时故障特征比较复杂，故障类型多，其故障分量相对而言又非常小，因此严重影响了接地故障选线的准确性。为此，大量电力工作者也提出了一些利用接地故障后的零序分量特征实现的选线方法。这些选线方法主要有：利用接地故障后的零序分量的特征构成的基于零序电流量的选线方法；基于零序能量分析的选线方法；基于小波分析的选线方法；基于注入信号特征的选线方法等。但是上述方法存在计算量大，对检测设备精度要求高等局限性，因此开展具有计算简单、易实现和推广的基于采样值法的配电网单相电弧性接地故障选线方法的研究，对提高配电网运行的安全性可靠性具有重要的研究价值。
技术实现思路
为了解决上述
技术介绍
提出的技术问题，本专利技术旨在提供一种基于采样值法的配电网单相电弧性接地故障选线方法，以克服传统配电网单相电弧性接地故障选线的缺点，实现配电网单相电弧性接地故障的准确选线。本专利技术提供的基于采样值法的配电网单相电弧性接地故障选线方法，包括以下步骤：(1)根据配电网的结构和馈线的数量，对馈线进行编号，确定馈线的数量M的值；(2)通过检测配电网零序电压的大小来判断是否发生单相接地故障，若发生了单相接地故障，则进行下一步；(3)利用各馈线零序电流首1/4周波采样值，按照公式(1)计算各馈线的幅值初始判据I0·i，如式(1)所示：其中，i0·i(k)为第i条馈线的第k个零序电流采样点值；N为首1/4周波采样点数，I0·i为第i条馈线的幅值初始判据，为简化计算，方便比较，将各馈线的幅值初始判据I0·i以馈线L1为标准进行归一化处理，结果记为I'0·i。(4)利用所有馈线归一化后的幅值初始判据I'0·i，求各馈线的幅值判据I”0·i如公式(2)所示；(5)按照公式(3)求所有馈线之间幅值初始判据的乘积值；P0·i·j＝I'0·i×I'0·j(3)其中，P0·i·j是第i条馈线与第j条馈线幅值初始判据的积；(6)利用所有馈线之间幅值初始判据的乘积值，依据公式(4)及公式(5)求各馈线的相位判据；其中，Pzd为门槛值，取值为0；P'0·i·j为线路i与其他馈线比较后的判断值；P0·i第i条馈线的最终相位判据。(7)求基于幅值判据和相位判据的可信度和综合权重：分别找出幅值判据最大值I0max1和次最大值I0max2，相位判据的最大值P0max1和次最大值P0max2；按式(6)求出幅值判据的权重WI和相位判据的权重WP；其中，WI为幅值判据权重，WP为相位判据权重；(8)利用幅值判据最大法和相位判据最大法以及综合判据最大法选择出故障馈线：当最大幅值判据所对应的馈线与最大相位判据所对应的馈线为同一条馈线时，该馈线即为故障馈线；当不一致时，则通过式(7)计算各馈线的综合判据，最大的综合判据所对应的馈线为故障馈线。fi＝I”0·i×WI+P0·i×WP(7)其中，fi第i条馈线所对应的综合判据。采用上述技术方案带来的有益效果：本专利技术是一种直接利用配电网单相电弧性接地故障零序电流采样点的值而实现故障选线的新方法，可有效解决配电网单相电弧性接地故障零序电流暂态分量频率不定，幅值和相位计算复杂的问题，能够有效提高配电网单相电弧性接地故障选线的准确性，且具有计算简单、易实现和推广的特点。附图说明图1是本专利技术的流程图；图2是配电网示意图；图3是L2上发生A相电弧性接地故障示意图；图4是L2上发生A相接地故障时各馈线的零序电流波形图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步详细说明。本专利技术提出的基于采样值法的配电网电弧性接地故障选线方法，如图1所示，包括以下步骤：(1)根据配电网的结构和馈线的数量，对馈线进行编号，确定馈线的数量M的值；(2)通过检测配电网零序电压的大小来判断是否发生单相接地故障，若发生了单相接地故障，则进行下一步；即，当U0>U0zd时，判断为发生单相接地故障。其中U0为变电站内监测到的零序电压有效值；U0zd为零序电压整定值；(3)利用各馈线零序电流首1/4周波采样值，按照公式(1)计算各馈线的幅值初始判据I0·i，如式(1)所示：其中，i0·i(k)为第i条馈线的第k个零序电流采样点值；N为首1/4周波采样点数，I0·i为第i条馈线的幅值初始判据，为简化计算，方便比较，将各馈线的幅值初始判据I0·i以馈线L1为标准进行归一化处理，结果记为I'0·i。(4)利用所有馈线归一化后的幅值初始判据I'0·i，求各馈线的幅值判据I”0·i如公式(2)所示；(5)按照公式(3)求所有馈线之间幅值初始判据的乘积值；P0·i·j＝I'0·i×I'0·j(3)其中，P0·i·j是第i条馈线与第j条馈线幅值初始判据的积；(6)利用所有馈线之间幅值初始判据的乘积值，依据公式(4)及公式(5)求各馈线的相位判据；其中，Pzd为门槛值，取值为0；P'0·i·j为线路i与其他馈线比较后的判断值，P0·i第i条馈线的最终相位判据。(7)求基于幅值判据和相位判据的可信度和综合权重：分别找出幅值判据最大值I0max1和次最大值I0max2，相位判据的最大值P0max1和次最大值P0max2；按式(6)求出幅值判据的权重WI和相位判据的权重WP；其中，WI为幅值判据权重，WP为相位判据权重；(8)利用幅值判据最大法和相位判据最大法以及综合判据最大法选择出故障馈线：当最大幅值判据所对应的馈线与最大相位判据所对应的馈线为同一条馈线时，该馈线即为故障馈线；当不一致时，则通过式(7)计算各馈线的综合判据，最大的综合判据所对应的馈线为故障馈线；fi＝I”0·i×WI+P0·i×WP(7)其中，fi第i条馈线所对应的综合判据。下文通过实施例对本专利技术进行说明。如图2所示的配电网，假设零序电压的整定值为10％额定相电压，当零序电压大于该值时认为发生了单相接地故障。根据图2，线路L1～L4定义为馈线。(1)馈线L2上发生A相电弧性接地故障，如图3所示，此时满足：U0>U0dz，开始选择故障线路，故障发生时各馈线的零序电流波形如图4所示。根据各馈线检测到的零序电流采样点的值，计算出馈线L1～L4的幅值初始判据和幅值判据如表1所示：表1计算出馈线L1～L4的相位判据如表2所示：表2L1L2L3L4相位判据13<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于采样值法的配电网单相电弧性接地故障选线方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)根据配电网的结构和馈线的数量，对馈线进行编号，确定馈线的数量M的值；/n(2)通过检测配电网零序电压的大小来判断是否发生单相接地故障，若发生了单相接地故障，则进行下一步；/n(3)利用各馈线零序电流首1/4周波采样值，按照公式(1)计算各馈线的幅值初始判据I

【技术特征摘要】
1.基于采样值法的配电网单相电弧性接地故障选线方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)根据配电网的结构和馈线的数量，对馈线进行编号，确定馈线的数量M的值；
(2)通过检测配电网零序电压的大小来判断是否发生单相接地故障，若发生了单相接地故障，则进行下一步；
(3)利用各馈线零序电流首1/4周波采样值，按照公式(1)计算各馈线的幅值初始判据I0·i，如式(1)所示；



其中，i0·i(k)为第i条馈线的第k个零序电流采样点值；N为首1/4周波采样点数，I0·i为第i条馈线的幅值初始判据，为简化计算，方便比较，将各馈线的幅值初始判据I0·i以馈线L1为标准进行归一化处理，结果记为I'0·i。
(4)利用所有馈线归一化后的幅值初始判据I'0·i，求各馈线的幅值判据I”0·i如公式(2)所示；



(5)按照公式(3)求所有馈线之间幅值初始判据的乘积值；
P0·i·j＝I'0·i×I'0·j(3)
其中，P0·i·j是第i条馈线与第j条馈线幅值初始判据的积；
(6)利用所有馈线之间幅值初始判据的乘积值，依据公式(4)及公式(5)求各馈线的相位判据；

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【专利技术属性】
技术研发人员：陈士军，崔程尧，陈星宇，陈奎，腾松，宋强，吴波，方涛，杨波，邓天，王艳，王子意，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司沛县供电分公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32