【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电力系统，具体地，涉及一种基于暂态相电压变化特征的配电网单相接地故障选相方法和系统。
技术介绍
1、故障相的准确识别为故障检测以及故障巡线与修复提供信息。接地故障选相已成为新兴消弧技术的基础，一旦选相失败，不仅影响接地故障消弧效果，还可能引发两相接地短路故障，扩大事故性质与范围。配电网覆盖面广，结构复杂，由于线路不换位等原因引起的线路三相对地导纳不对称问题长期存在，高阻接地故障如树障、导线跌落马路、草地等在配电网频繁发生。目前，传统的故障相辨识方法，多采用金属性或者经过渡电阻接地的分析模型，配电网故障选相主要是利用母线处三相电压信息进行故障相辨识，在分析推导时常采用稳定电阻接地模型，忽略了电力系统不对称度的影响以及过渡电阻阻值随时间非线性变化。然而实际电网中常发生间歇性电弧故障，故障过程中具有明显的暂态量信息，现有技术以稳态信息作为判据，无法基于暂态信息进行快速故障相辨识，忽略了电力系统不对称度的影响并未考虑电弧接地的情况，导致准确率不高、容易发生误判。在配电网中，一般根据相电压的幅值和相角进行故障相判断，现有技术分析了单相接地故障时相电压的变化，利用故障相电压与其他两相电压之间的特征判断故障相，但需要幅值与相序的信息。传统的相电压幅值比较法认为在不接地系统中，电压幅值最小的一相为故障相，但在高阻接地故障时三相电压幅值相近，由于高阻死区的存在导致现有技术无法准确判断出故障相。现有技术还分析了在电网不对称情况下传统判据失效，通过构造“相矢量”进行零序电压轨迹跟踪，判定接地故障相，但该方法计算较为复杂，程序较繁琐，在实
技术实现思路
1、为解决现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种基于暂态相电压的配电网单相接地故障选相方法和系统，解决了在电网不对称情况下发生高阻接地故障时，无法及时判断出故障相的技术问题，实现了在高阻死区下能够在一个周波内实现配电网单相接地故障选相。
2、本专利技术采用如下的技术方案。
3、本专利技术提出了一种基于暂态相电压的配电网单相接地故障选相方法，配电网中性点采用消弧线圈接地；包括：
4、获取配电网零序等效网络参数；根据高阻接地故障下配电网运行在欠阻尼状态，建立配电网零序等效网络参数的约束条件；基于配电网零序等效网络参数的约束条件，确定衰减因子和故障后暂态主谐振频率；
5、获取故障发生前的相电压幅值与相角，利用配电网零序等效网络参数，基于故障后中性点零序电流模型，确定故障发生后的相电压相角以及故障后母线零序电压模型；利用故障后母线零序电压模型和虚拟故障电势，确定故障后三相电压解析值；
6、以故障发生时刻为起点，在第一个周期内计算故障后三相电压解析值平方的积分，作为第一维判据；根据配电网零序等效网络参数，建立第二维判据和第三维判据；在第一维判据、第二维判据和第三维判据构造得到的三个曲面中，选择位于最底层的曲面所对应的相，作为配电网单相接地故障选相结果；
7、分别计算最底层的曲面与其他两个曲面之间的第一距离差值和第二距离差值，当第一距离差值和第二距离差值都是负值时，判定故障选相结果正确。
8、优选地，获取配电网零序等效网络参数，包括：消弧线圈零序电感、配电网中各馈线对地零序电容之和以及零序等效电阻。
9、优选地，根据高阻接地故障下配电网运行在欠阻尼状态，建立配电网零序等效网络参数的约束条件，满足如下关系式：
10、
11、式中，lp为消弧线圈零序电感，c0sum为配电网中各馈线对地零序电容之和，r为零序等效电阻；
12、基于配电网零序等效网络参数的约束条件，确定故障后暂态主谐振频率，满足如下关系式：
13、
14、式中，ωf为故障后暂态主谐振频率，δs为衰减因子；
15、衰减因子满足
16、优选地，获取故障发生前的相电压幅值与相角，利用配电网零序等效网络参数，基于故障后中性点零序电流模型，确定故障发生后的相电压相角以及故障后母线零序电压模型；利用故障后母线零序电压模型和虚拟故障电势，确定故障后三相电压解析值，包括：
17、根据高阻接地故障下配电网运行在欠阻尼状态，建立故障后中性点零序电流模型；
18、基于故障后中性点零序电流模型，确定故障发生后的相电压相角；
19、基于故障后中性点零序电流模型和故障发生后的相电压相角，建立故障后母线零序电压模型；
20、利用故障后母线零序电压模型和虚拟故障电势，建立故障后三相电压模型。
21、优选地，故障后中性点零序电流模型满足如下关系式：
22、
23、式中，i0fs为故障后中性点零序电流，ω0为工频角频率，θs为故障发生前的相电压相角，为故障发生后的相电压相角，t1为故障时刻，a1、a2、b分别为第一系数、第二系数和第三系数；
24、第一系数满足如下关系式：
25、
26、第二系数满足如下关系式：
27、
28、第三系数满足如下关系式：
29、
30、式中，ums为故障发生前的相电压幅值。
31、优选地，设故障发生前的相电压相角θs为0，当t1＝0时，确定故障发生后的相电压相角，满足如下关系式：
32、
33、优选地，以故障发生时刻为起点，在第一个周期内计算故障后三相电压解析值平方的积分，作为第一维判据；根据配电网零序等效网络参数，建立第二维判据和第三维判据；在第一维判据、第二维判据和第三维判据构造得到的三个曲面中，选择位于最底层的曲面所对应的相，作为配电网单相接地故障选相结果，包括：
34、采用暂态行波信号能量极值法，确定故障发生时刻；
35、在第一个周期内计算故障后三相电压解析值平方的积分，作为第一维判据；
36、根据配电网零序等效网络参数，建立第二维判据和第三维判据，包括：
37、以零序等效电阻为第二维判据，
38、基于配电网系统脱谐度对应的电感电流、消弧线圈零序电感、配电网中各馈线对地零序电容之和，确定配电网系统脱谐度对应的电容电流，作为第三维判据；
39、在第一维判据、第二维判据和第三维判据构造得到的三个曲面中，选择位于最底层的曲面所对应的相，作为配电网单相接地故障选相结果。
40、优选地，以最底层曲面的z轴数值减去其他两个曲面的的z轴数值，分别作为第一距离差值和第二距离差值。
41、本专利技术还提出了一种基于暂态相电压的配电网单相接地故障选相本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于暂态相电压的配电网单相接地故障选相方法，配电网中性点采用消弧线圈接地；其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于暂态相电压的配电网单相接地故障选相方法，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的基于暂态相电压的配电网单相接地故障选相方法，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的基于暂态相电压的配电网单相接地故障选相方法，其特征在于，
5.根据权利要求4所述的基于暂态相电压的配电网单相接地故障选相方法，其特征在于，
6.根据权利要求7所述的基于暂态相电压的配电网单相接地故障选相方法，其特征在于，
7.根据权利要求1所述的基于暂态相电压的配电网单相接地故障选相方法，其特征在于，
8.根据权利要求1所述的基于暂态相电压的配电网单相接地故障选相方法，其特征在于，
9.一种基于暂态相电压的配电网单相接地故障选相系统，其特征在于，包括：选相参数计算模块，故障后三相电压解析值计算模块，故障选相模块，故障选相验证模块；
10.根据权利要求9所述的基于暂态相电压的配电网单相接地故
...【技术特征摘要】
1.一种基于暂态相电压的配电网单相接地故障选相方法，配电网中性点采用消弧线圈接地；其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于暂态相电压的配电网单相接地故障选相方法，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的基于暂态相电压的配电网单相接地故障选相方法，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的基于暂态相电压的配电网单相接地故障选相方法，其特征在于，
5.根据权利要求4所述的基于暂态相电压的配电网单相接地故障选相方法，其特征在于，
6.根据权利要求7所...
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