基于电流负序故障的单相接地故障区段定位方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于电流负序故障的单相接地故障区段定位方法及系统，通过监测装置中的相电流互感器实时监测配电网各区段的三相电流，将三相电流合成零序电流；根据所得零序电流预测配电网可能发生单相接地故障的预判故障区段；对所有预判故障区段线路上的相电流信号进行信号提取，获取预判故障区段线路上的电流负序故障分量和零序故障分量，分别计算幅值及幅值比值；设置自适应阈值，将所得幅值比值与自适应阈值比对，完成对所有预判故障区段线路中故障区段的定位判断。采用相电流互感器来获取相电流信号进行故障判断，适用性更强，将幅值比值作为定位判定值与自适应阈值相比对，故障特征明显，保证了定位结果的准确性。保证了定位结果的准确性。保证了定位结果的准确性。

【技术实现步骤摘要】
基于电流负序故障的单相接地故障区段定位方法及系统


[0001]本专利技术涉及配电网中单相接地故障
，具体涉及一种基于电流负序故障的单相接地故障区段定位方法及系统。

技术介绍

[0002]随着经济社会的不断发展，配电网拓扑结构随之不断复杂化，当其中发生单相接地故障时其故障特征亦会变化，使得传统定位技术可靠性受到影响。为了保证配电网的供电可靠性，确保电力用户的用电安全和产品质量，亟需提出适应配电网现状的故障定位技术。
[0003]目前，已提出的区段定位技术可根据定位所应用的信号分为主动型和被动型定位技术。主动型定位技术是指当单相接地故障发生后，定位技术通过特定的信号发生装置向系统中注入特定信号，并通过信号采集装置在电力系统中获取该信号从而判定信号流通路径，从而确定故障位置。为了保证主动型定位技术的可靠性，需要在系统各个分支中安装信号采集装置，但由于配电网的拓扑结构复杂，分支众多，使得定位技术所需的采集装置数量增加，这将极大影响定位技术的工程经济性。为了节省工程预算，在实际工程中往往采用被动型区段定位技术。被动型定位技术是指利用线路上的电流和电压信息分析故障特征，获取不同区段间特征差异，从而完成故障区段定位。该类定位技术只需利用已安装的电流或电压互感器采集信息进行故障判断，无需在系统中安装大量特定信号注入和采集装置，避免了大量的工程预算。但目前该类定位技术大多应用零序信号进行判断，而在配电网的部分区域未安装零序电流或电压互感器，无法获取定位技术所需的信号进行判断，无法保证可靠性。同时，主动型和被动型定位技术大多需要将判断结果或中间结果利用通信系统上传主站完成判断，当定位技术应用环境电磁干扰严重时，通信系统受到影响，定位技术可靠性将下降。

技术实现思路

[0004]为了提高对故障定位的高适应性和可靠性，同时减轻定位技术对通信系统的依赖，本专利技术提出了一种基于电流负序故障的单相接地故障区段定位方法及系统。
[0005]所采用的技术方案如下：一方面，本专利技术提供了一种基于电流负序故障的单相接地故障区段定位方法，采用相电流互感器实时监测配电网各区段的三相电流，并将三相电流合成零序电流；根据所得零序电流预测配电网可能发生单相接地故障的预判故障区段；对所有预判故障区段线路上的相电流信号进行信号提取，获取预判故障区段线路上的电流负序故障分量和零序故障分量；根据负序故障分量和零序故障分量分别计算负序故障分量幅值和零序故障分量幅值，及负序故障分量幅值与零序故障分量幅值间的幅值比值；设置自适应阈值，并将所得幅值比值与自适应阈值比对，完成对所有预判故障区段线路中故障区段的定位判断。
[0006]优选地，所述的自适应阈值设置为0.85
‑
1.0。
[0007]优选地，当监测区段线路中合成的零序电流幅值大于所设定的零序电流启动值时，初步判断监测区段线路上可能发生单相接地故障，并通过录波装置向定位装置中传输故障波形信息，进行故障特征分析。
[0008]优选地，对上传至定位装置的波形信息进行故障特征分析，其具体方法是：根据故障波形信息得到小波模极大值，确定故障发生准确时刻t0；将故障发生时刻前后相差整周期倍数的相电流相减，获取各相电流故障分量；对各相电流故障分量进行计算，获取负序故障分量、零序故障分量及对应的幅值。
[0009]优选地，当单相接地故障发生后，获取故障发生时刻前后各5周期的相电流做减法运算，得到各相电流故障分量。
[0010]进一步优选地，利用对称分量法逆变换对各相电流故障分量进行计算，得到各预判故障区段线路上电流的负序故障分量和零序故障分量，所采用的对称分量法逆变换公式：其中，为方向因子； 预判故障区段线路上的正序故障分量、负序故障分量和零序故障分量； 为预判故障区段线路上的各相电流故障分量；根据各预判故障区段线路上的负序故障分量和零序故障分量获取负序故障分量幅值和零序故障分量幅值。
[0011]对所有预判故障区段进行故障定位判断的方法是，当所得预判故障区段线路上的负序故障分量幅值与零序故障分量幅值间的幅值比值大于自适应阈值时，判定对应预判故障区段线路为故障区段；当所得预判故障区段线路上的负序故障分量幅值与零序故障分量幅值间的幅值比值小于自适应阈值时，则判断对应预判故障区段线路为正常区段。
[0012]另一方面，本专利技术还提供了一种基于电流负序故障的单相接地故障区段定位系统，包括设置于配电网线路各区段中的监测装置、录波装置、定位装置、计算模块和判定模块，所述监测装置中设有相电流互感器，用于实时测量所在区段配电网的三相电流，并预测出可能发生单相接地故障的预判故障区段；所述录波装置和定位装置分别与所述监测装置电性连接，当所述监测装置预测出可能发生单相接地故障的预判故障区段时，所述录波装置自动启动，并向所述定位装置传输故障波形信息；所述计算模块对所有预判故障区段的故障波形信息进行提取，并经计算得到负序故障分量幅值和零序故障分量幅值及二者幅值比值；所述判定模块中设有自适应阈值，将所得幅值比值与自适应阈值进行比对，完成对所有预判故障区段中故障区段的定位判断。
[0013]所述判定模块中设置的自适应阈值 为0.85～1.0。
[0014]本专利技术技术方案具有如下优点：A.本专利技术通过在系统中的监测装置中安装更为广泛的相电流互感器来获取相电流信号进行故障判断，相较于依靠零序电流判断的定位技术适用性更强，采用负序故障分量幅值和零序故障分量幅值间的幅值比值作为定位判定值，与所设置的自适应阈值相比对，故障特征明显，保证了定位结果的准确性。
[0015]B.本专利技术通过利用计算所得的负序故障分量幅值和零序故障分量幅值所形成的幅值比值与自适应阈值进行比对，根据二者关系完成就地故障定位，无需将判断结果上传主站综合判断，对通信系统依赖性较小，保证了定位技术在通信不佳情况下的定位可靠性。
[0016]C.本专利技术可适用于我国常用中性点接地方式，即中性点不接地和经消弧线圈接地方式，保证定位可靠性，且本专利技术方法定位逻辑简单，编程可复现性强，易于工程应用。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式，下面将对具体实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，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。
[0018]图1是本专利技术所提供的单相接地故障区段定位方法流程图；图2是本专利技术所提供的中性点不接地系统结构图；图3是本专利技术所提供的负序序网图图4是本专利技术所提供的中性点经消弧线圈接地系统结构图；图5是本专利技术所提供的零序序网图；图6是本专利技术所提供的定位方法流程图；图7是本专利技术所提供的仿真实验系统结构图；图8是本专利技术所提供的系统组成框图。
具体实施方式
[0019]下面将结合附图对本专利技术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本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于电流负序故障的单相接地故障区段定位方法，其特征在于，采用相电流互感器实时监测配电网各区段的三相电流，并将三相电流合成零序电流；根据所得零序电流预测配电网可能发生单相接地故障的预判故障区段；对所有预判故障区段线路上的相电流信号进行信号提取，获取预判故障区段线路上的电流负序故障分量和零序故障分量；根据负序故障分量和零序故障分量分别计算负序故障分量幅值和零序故障分量幅值，及负序故障分量幅值与零序故障分量幅值间的幅值比值；设置自适应阈值，并将所得幅值比值与自适应阈值比对，完成对所有预判故障区段线路中故障区段的定位判断。2.根据权利要求1所述的基于电流负序故障的单相接地故障区段定位方法，其特征在于，所述的自适应阈值设置为0.85～1.0。3.根据权利要求1所述的基于电流负序故障的单相接地故障区段定位方法，其特征在于，当监测区段线路中合成的零序电流幅值大于所设定的零序电流启动值时，初步判断监测区段线路上可能发生单相接地故障，并通过录波装置向定位装置中传输故障波形信息，进行故障特征分析。4.根据权利要求3所述的基于电流负序故障的单相接地故障区段定位方法，其特征在于，对上传至定位装置的波形信息进行故障特征分析，其具体方法是：根据故障波形信息得到小波模极大值，确定故障发生准确时刻t0；将故障发生时刻前后相差整周期倍数的相电流相减，获取各相电流故障分量；对各相电流故障分量进行计算，获取负序故障分量、零序故障分量及对应的幅值。5.根据权利要求4所述的基于电流负序故障的单相接地故障区段定位方法，其特征在于，当单相接地故障发生后，获取故障发生时刻前后各5周期的相电流做减法运算，得到各相电流故障分量。6.根据权利要求1所述的基于电流负序故障的单相接地故障区段定位方法，其特征在于，利用对称分量法逆变换对各相电流故障分量...

【专利技术属性】
技术研发人员：鄂振伟，刘玖珑，武英明，喻正直，赵传宗，于春炎，苑成业，陈辉，张磊，张陶宁，汪广明，夏平兴，杨旋，成孝楠，周正，林福波，刘伟，高巍，程鹏飞，黄拓，
申请(专利权)人：国网辽宁省电力有限公司抚顺供电公司，
类型：发明
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