基于零序电压的接地故障检测与区段定位方法及系统技术方案

本申请提供一种基于零序电压的接地故障检测与区段定位方法及系统，首先定位故障区域，其次获取故障区域以及非故障区域的零序电流；对故障区域以及非故障区域注入工频电流；再获取注入工频电流后的故障区域以及非故障区域的零序电流变化量；通过故障区域所在馈线终端检测并提取注入工频电流幅值信号；根据零序电流变化量以及电流幅值信号，获取检测区段定位判据特征值，以对故障区域进行定位，故障区域以及非故障区域内包含多个检测区段，检测区段包括多个下级分支检测区段；若定位判据特征值等于1，则检测区段均为故障区段；若定位判据特征值不等于1，则故障区段为下级分支检测区段，以解决无法在故障发生时进行定位并快速切除故障的问题。切除故障的问题。切除故障的问题。

【技术实现步骤摘要】
基于零序电压的接地故障检测与区段定位方法及系统


[0001]本申请涉及配电网单相接地保护领域，尤其涉及一种可基于零序电压的接地故障检测与区段定位方法及系统。

技术介绍

[0002]配电网深入人口密集地区，线路分支繁多，走向复杂，通过对现场故障数据的不完全统计，接地故障占故障总数的80％以上，其中树障、导线跌落马路或草地、人身触电等高阻接地故障约占10％。
[0003]受故障点介质以及配电网电压等级影响，这类故障的过渡电阻一般在1kΩ以上，我国运行统计数据显示，永久性接地故障的过渡电阻有12％以上超过4kΩ，故障电流通常只有几安培甚至不足一安培。
[0004]线路所处复杂的环境加之高阻接地故障微弱的故障电气特征，导致高阻接地故障长期存在而无法被检测，无法在故障发生时进行迅速准确定位并快速切除故障。

技术实现思路

[0005]本申请提供一种基于零序电压的接地故障检测与区段定位方法及系统，以解决无法在故障发生时进行迅速准确定位并快速切除故障的问题。
[0006]第一方面，本申请提供一种基于零序电压的接地故障检测与区段定位方法，所述方法包括：定位故障区域；获取所述故障区域以及非故障区域的零序电流；对所述故障区域以及非故障区域注入工频电流；获取注入工频电流后的所述故障区域以及非故障区域的零序电流变化量；通过所述故障区域所在馈线终端检测并提取注入工频电流幅值信号；根据所述故障区域以及非故障区域的零序电流变化量以及电流幅值信号，获取检测区段定位判据特征值，以对所述故障区域进行定位，所述故障区域以及所述非故障区域内包含多个所述检测区段，所述检测区段包括多个下级分支检测区段；若所述定位判据特征值等于1，则所述检测区段均为所述故障区段；若所述定位判据特征值不等于1，则所述故障区段为所述下级分支检测区段。
[0007]可选的，所述定位故障区域包括：检测发生接地故障的馈线，在所述馈线上设置多个检测点，多个所述检测点将所述馈线划分为多个所述检测区段；对所述检测区段进行接地故障检测，并判定是否为永久性接地故障，所述永久性接地故障的所述检测区段为故障区域。
[0008]可选的，所述获取所述故障区域以及非故障区域的零序电流包括：通过所述开关闭合前母线零序电压、开关闭合后母线零序电压、健全线路区段导纳、过渡电导、得到所述非故障区域的零序电流值。
[0009]可选的，所述获取注入工频电流后的所述故障区域以及非故障区域的零序电流变化量包括：通过开关闭合前母线零序电压、开关闭合后母线零序电压、故障区段下游导纳、过渡电导以及健全线路区段导纳计算所述故障区域以及非故障区域的零序电流变化量。
[0010]可选的，通过所述故障区域下游导纳以及所述开关闭合前母线零序电压得到所述故障区域下游电流。
[0011]可选的，获取检测区段定位判据特征值包括：利用所述检测区段的零序电流变化量与所有区段中零序电流变化量最大值的比值、所述检测区段的零序电流变化量计算所述检测区段的定位判据特征值。
[0012]可选的，对所述故障区域以及非故障区域注入工频电流后，所述故障区域的零序电流幅值变化量大于非故障区域的零序电流幅值变化量。
[0013]可选的，所述对所述故障区域以及非故障区域注入工频电流包括：通过柔性接地装置向所述故障区域以及非故障区域的系统中性点注入工频特征频率电流信号。
[0014]第二方面，本申请提供一种基于零序电压的接地故障检测与区段定位系统，所述系统包括：定位单元、采集单元、处理单元、判断单元，其中，所述定位单元用于定位故障区域；所述采集单元用于获取所述故障区域以及非故障区域的零序电流，以及，获取注入工频电流后的所述故障区域以及非故障区域的零序电流变化量；所述处理单元用于对所述故障区域以及非故障区域注入工频电流，以及，通过所述故障区域所在馈线终端检测并提取注入工频电流幅值信号；所述判断单元用于根据所述故障区域以及非故障区域的零序电流变化量以及电流幅值信号，获取检测区段定位判据特征值，以对所述故障区域进行定位。
[0015]由以上技术方案可知，本申请提供一种基于零序电压的接地故障检测与区段定位方法及系统，包括：首先定位故障区域；其次获取所述故障区域以及非故障区域的零序电流；然后对所述故障区域以及非故障区域注入工频电流；再获取注入工频电流后的所述故障区域以及非故障区域的零序电流变化量；通过所述故障区域所在馈线终端检测并提取注入工频电流幅值信号；再根据所述故障区域以及非故障区域的零序电流变化量以及电流幅值信号，获取检测区段定位判据特征值，以对所述故障区域进行定位，所述故障区域以及所述非故障区域内包含多个所述检测区段，所述检测区段包括多个下级分支检测区段；若所述定位判据特征值等于1，则所述检测区段均为所述故障区段；若所述定位判据特征值不等于1，则所述故障区段为所述下级分支检测区段，以解决无法在故障发生时进行迅速准确定位并快速切除故障的问题。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，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。
[0017]图1为谐振接地配电网的单相接地故障模型；
[0018]图2为注入工频电流系统复合序网图；
[0019]图3为配电网单相接地故障区域模型；
[0020]图4为配电网故障区段定位仿真拓扑结构图；
[0021]图5为基于零序电压的接地故障检测与区段定位方法流程图；
[0022]图6为基于零序电压的接地故障检测与区段定位系统的结构示意图。
具体实施方式
[0023]下面将详细地对实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下实施例中描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。仅是与权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的系统和方法的示例。
[0024]配电网深入人口密集地区，线路分支繁多，走向复杂，通过对现场故障数据的不完全统计，接地故障占故障总数的80％以上，其中树障、导线跌落马路或草地、人身触电等高阻接地故障约占10％。受故障点介质以及配电网电压等级影响，这类故障的过渡电阻一般在1kΩ以上，我国运行统计数据显示，永久性接地故障的过渡电阻有12％以上超过4kΩ，故障电流通常只有几安培甚至不足一安培。线路所处复杂的环境加之高阻接地故障微弱的故障电气特征，导致高阻接地故障长期存在而无法被检测，无法在故障发生时进行迅速准确定位并快速切除故障。
[0025]参见图5，本申请部分实施例提供一种基于零序电压的接地故障检测与区段定位方法，包括：
[0026]S100：定位故障区域。
[0027]若需要对故障区域进行定位，首先，在一些实施例中，检测发生接地故障的馈线，在馈线上设置多个检测点，多个检测点将馈线划分为多个检测区段；对检测区段进行接地故障检测，并判定是否为永久性接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于零序电压的接地故障检测与区段定位方法，其特征在于，包括：定位故障区域；获取所述故障区域以及非故障区域的零序电流；对所述故障区域以及非故障区域注入工频电流；获取注入工频电流后的所述故障区域以及非故障区域的零序电流变化量；通过所述故障区域所在馈线终端检测并提取注入工频电流幅值信号；根据所述故障区域以及非故障区域的零序电流变化量以及电流幅值信号，获取检测区段定位判据特征值，以对所述故障区域进行定位，所述故障区域以及所述非故障区域内包含多个所述检测区段，所述检测区段包括多个下级分支检测区段；若所述定位判据特征值等于1，则所述检测区段均为所述故障区段；若所述定位判据特征值不等于1，则所述故障区段为所述下级分支检测区段。2.根据权利要求1所述的基于零序电压的接地故障检测与区段定位方法，其特征在于，所述定位故障区域包括：检测发生接地故障的馈线，在所述馈线上设置多个检测点，多个所述检测点将所述馈线划分为多个所述检测区段；对所述检测区段进行接地故障检测，并判定是否为永久性接地故障，所述永久性接地故障的所述检测区段为故障区域。3.根据权利要求1所述的基于零序电压的接地故障检测与区段定位方法，其特征在于，所述获取所述故障区域以及非故障区域的零序电流包括：通过开关闭合前母线零序电压、开关闭合后母线零序电压、健全线路区段导纳、过渡电导、得到所述非故障区域的零序电流值。4.根据权利要求3所述的基于零序电压的接地故障检测与区段定位方法，其特征在于，所述获取注入工频电流后的所述故障区域以及非故障区域的零序电流变化量包括：通过所述开关闭合前母线零序电压、开关闭合后母线零序电压、故障区段下游导纳、过渡电导以及健全线路区段导纳计算所述故障区域以及非故障区域的零序电流变化量...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗正娅，向春勇，杨文呈，李春美，雷宇，钟央，何治海，瞿西江，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司临沧供电局，
类型：发明
国别省市：