CN102565624A - 配电网故障定位的容错方法 - Google Patents

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China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI
Hohai University HHU
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Tsinghua University
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Electric Power Research Institute of State Grid Shanxi Electric Power Co Ltd
China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI
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Abstract

本发明涉及一种配电网故障定位的容错方法，利用故障发生后配电自动化终端上报的各个开关的多相故障电流峰值和故障时刻的相关性结合零序电压判据，对上报的故障信息是否存在误报和漏报做出判断，并对存在误报、漏报的故障信息进行修正，进而实现配电网的容错故障定位。本发明充分利用了故障电流的相关性并引入母线零序电压判据，不需要进行复杂的运算，简单实用，同时能够确保判断的准确性，可以很好地解决配电网的容错故障定位问题。

Description

配电网故障定位的容错方法
技术领域
本发明涉及配电网的故障处理领域，具体来说是一种配电网故障定位的容错方法。
背景技术
配电网故障的快速科学处理，对于提高配电网的供电可靠性，实现配电网的经济可靠运行具有重要意义。长期以来国内外在配电网的故障处理领域开展了大量的研究工作，取得了显著的成果。配电自动化系统可以根据故障发生时收集到的各个馈线自动化终端上报的故障信息，采用相应的算法进行故障定位和恢复，该项技术目前在理论上已经比较成熟。
然而实际当中由于配电设备、配电自动化系统和通信网络都是工作在户外恶劣环境下，容易发生漏报或错报故障信息的现象，现有的配电网故障定位算法在故障信息存在误报或漏报的条件下均不能得到正确的定位结果，在很大程度上限制了利用配电自动化系统进行配电网故障定位的实用性。
发明内容
本发明的目的在于对现有的配电网故障定位方法进行改进，提出一种配电网故障定位的容错方法。利用多相故障电流的相关性结合零序电压判据，对上报的故障信息进行误报和漏报的判断，从而实现配电网的容错故障定位。
用于实现上述目的技术方案如下：
步骤1：发生故障后，首先由主站分相收集齐各个馈线开关a、b、c三相的故障电流信息以及母线处的零序电压信息，故障电流信息包括最大故障电流幅值和最大故障电流时刻，收到某一开关X的某一相上报的故障电流信息，则定义该开关的该相故障信息标志为1，反之，则定义该开关的该相故障信息标志为0；
步骤2：若收集到的某一开关X的a相上报的故障信息为1，b相上报的故障信息为0，而该开关上游的开关Y、Z的a、b两相上报的故障信息均为1，则需要按照如下的方法对开关X上报的故障信息进行误报或漏报的检验：
(1)若最大故障电流幅值Ia，Z≈Ia，Y≈Ia，X；Ib，Z≈Ib，Y≈-Ia，Z，式中a、b、c代表相别，X、Y、Z代表开关的标号；最大故障电流时刻ta，Z≈ta，Y≈tb，Z≈tb，Y≈ta，X；且母线处无零序电压存在，则可以判定开关X的b相存在故障信息的漏报；
(2)若最大故障电流幅值Ia，Z≈Ia，Y≈-Ib，Z≈-Ib，Y≠Ia，X；最大故障电流时刻ta，Z≈ta，Y≈tb，Z≈tb，Y；且母线处无零序电压存在，则判定开关X的a相存在故障信息的误报；
(3)若最大故障电流幅值Ia，Z≈Ia，Y≈-Ib，Z≈-Ib，Y≈Ia，X；最大故障电流时刻ta，Z≈ta，Y≈tb，Z≈tb，Y≈ta，X；且母线处存在零序电压，则判定开关X与其下游相邻开关所围成的区域内发生了a相单相接地故障，开关X与其上游相邻开关所围成的区域内发生了b相单相接地故障，导致馈线上发生了大跨距a-b相间短路接地故障，开关X的a、b相上报的故障信息均正确；
步骤3：根据故障信息误报或漏报的检验结果，对存在误报或漏报的故障信息进行修正，给出正确的故障定位结果：
(1)若开关X的b相存在故障信息的漏报，将开关X的b相故障信息修改为1，根据修改后的故障信息，开关X、Y、Z的a，b两相均流过故障电流，判断出故障发生在开关X与其下游相邻开关围成的区域内；
(2)若开关X的a相存在故障信息的误报，将开关X的a相故障信息修改为0，根据修改后的故障信息，开关Y、Z的a，b两相均流过故障电流，而开关X的a，b两相未流过故障电流，判断出故障发生在开关X与其上游相邻开关围成的区域内。
本发明即针对收集到的故障信息有可能存在漏报或误报的实际情况，利用多相故障电流的相关性结合零序电压判据实现配电网故障定位的容错处理，使得得到的定位结果更加准确合理。
本发明的优点是：(1)针对性强，适用于配电网的容错故障定位；(2)充分利用了故障电流的相关性，不需要进行复杂的运算，简单实用；(3)引入母线零序电压判据，进一步提高了判断的准确性。
附图说明
图1(a)为正常运行时的配电线路图；
图1(b)是发生故障变电站出线开关S1跳闸后的配电线路图。
图中S1、S2为变电站出线开关，A、B、C、D、E、F为馈线分段开关，G为联络开关，方块代表断路器，圆圈代表负荷开关，实心代表合闸，空心代表分闸。
具体实施方式
以下将结合附图和实例对发明的内容做进一步说明。
本发明步骤1：发生故障后，首先由主站分相收集齐各个馈线开关a、b、c三相的故障电流信息以及母线处的零序电压信息，故障电流信息包括最大故障电流幅值和最大故障电流时刻，收到某一开关X的某一相上报的故障电流信息，则定义该开关的该相故障信息标志为1，反之，则定义该开关的该相故障信息标志为0；
如附图(a)所示的一条典型的配电线路，假设在开关B、G所围区域内发生了a-b相间短路故障，导致S1跳闸，如附图(b)所示，故障时检测到的故障信息G0为：
ga，S1＝1，gb，S1＝1；ga，A＝1，gb，A＝1；ga，B＝1，gb，B＝0；
步骤2：若收集到的某一开关X的a相上报的故障信息为1，b相上报的故障信息为0，而该开关上游的开关Y、Z的a、b两相上报的故障信息均为1，则需要按照如下的方法对开关X上报的故障信息进行误报或漏报的检验：
(1)若最大故障电流幅值Ia，Z≈Ia，Y≈Ia，X；Ib，Z≈Ib，Y≈-Ia，Z，式中a、b、c代表相别，X、Y、Z代表开关的标号；最大故障电流时刻ta，Z≈ta，Y≈tb，Z≈tb，Y≈ta，X；且母线处无零序电压存在，则可以判定开关X的b相存在故障信息的漏报；
(2)若最大故障电流幅值Ia，Z≈Ia，Y≈-Ib，Z≈-Ib，Y≠Ia，X；最大故障电流时刻ta，Z≈ta，Y≈tb，Z≈tb，Y；且母线处无零序电压存在，则判定开关X的a相存在故障信息的误报；
(3)若最大故障电流幅值Ia，Z≈Ia，Y≈-Ib，Z≈-Ib，Y≈Ia，X；最大故障电流时刻ta，Z≈ta，Y≈tb，Z≈tb，Y≈ta，X；且母线处存在零序电压，则判定开关X与其下游相邻开关所围成的区域内发生了a相单相接地故障，开关X与其上游相邻开关所围成的区域内发生了b相单相接地故障，导致馈线上发生了大跨距a-b相间短路接地故障，开关X的a、b相上报的故障信息均正确；
实例中各个开关上报的故障信息显然存在矛盾，有可能是开关B的a相故障信息存在误报，有可能是开关B的b相故障信息存在漏报，也有可能是发生了大跨距相间短路接地故障，需要结合各个开关的最大故障电流幅值和最大故障电流时刻以及母线零序电压信息做出判断。
通过分相对比各个开关的最大故障电流时刻和最大故障电流幅值，并结合母线处的零序电压信息，可以发现有如下关系成立：
(1)最大故障电流幅值：
Ia，S1≈Ia，A≈Ia，B；Ib，S1≈Ib，A≈-Ia，S1；
(2)最大故障电流时刻：
ta，S1≈ta，A≈tb，S1≈tb，A≈ta，B；
(3)母线处无零序电压存在。
于是判定开关B的b相故障信息存在漏报。
步骤3：根据故障信息误报或漏报的检验结果，对存在误报或漏报的故障信息进行修正，给出正确的故障定位结果：
(1)若开关X的b相存在故障信息的漏报，将开关X的b相故障信息修改为1，根据修改后的故障信息，开关X、Y、Z的a，b两相均流过故障电流，判断出故障发生在开关X与其下游相邻开关围成的区域内；
(2)若开关X的a相存在故障信息的误报，将开关X的a相故障信息修改为0，根据修改后的故障信息，开关Y、Z的a，b两相均流过故障电流，而开关X的a，b两相未流过故障电流，判断出故障发生在开关X与其上游相邻开关围成的区域内。
针对所给出的实例，根据步骤2的判断结果，将gb，B＝0修改为gb，B＝1，再根据修改后的故障信息可以正确判断出开关B、G所围区域内发生了a-b相间短路故障。

Claims (1)

1.一种配电网故障定位的容错方法，其特征在于，采用如下步骤：
步骤1：发生故障后，首先由主站分相收集齐各个馈线开关a、b、c三相的故障电流信息以及母线处的零序电压信息，故障电流信息包括最大故障电流幅值和最大故障电流时刻，收到某一开关X的某一相上报的故障电流信息，则定义该开关的该相故障信息标志为1，反之，则定义该开关的该相故障信息标志为0；
步骤2：若收集到的某一开关X的a相上报的故障信息为1，b相上报的故障信息为0，而该开关上游的开关Y、Z的a、b两相上报的故障信息均为1，则需要按照如下的方法对开关X上报的故障信息进行误报或漏报的检验：
(1)若最大故障电流幅值Ia，Z≈Ia，Y≈Ia，X；Ib，Z≈Ib，Y≈-Ia，Z，式中a、b、c代表相别，X、Y、Z代表开关的标号；最大故障电流时刻ta，Z≈ta，Y≈tb，Z≈tb，Y≈ta，X；且母线处无零序电压存在，则可以判定开关X的b相存在故障信息的漏报；
(2)若最大故障电流幅值Ia，Z≈Ia，Y≈-Ib，Z≈-Ib，Y≠Ia，X；最大故障电流时刻ta，Z≈ta，Y≈tb，Z≈tb，Y；且母线处无零序电压存在，则判定开关X的a相存在故障信息的误报；
(3)若最大故障电流幅值Ia，Z≈Ia，Y≈-Ib，Z≈-Ib，Y≈Ia，X；最大故障电流时刻ta，Z≈ta，Y≈tb，Z≈tb，Yta，X；且母线处存在零序电压，则判定开关X与其下游相邻开关所围成的区域内发生了a相单相接地故障，开关X与其上游相邻开关所围成的区域内发生了b相单相接地故障，导致馈线上发生了大跨距a-b相间短路接地故障，开关X的a、b相上报的故障信息均正确；
步骤3：根据故障信息误报或漏报的检验结果，对存在误报或漏报的故障信息进行修正，给出正确的故障定位结果：
(1)若开关X的b相存在故障信息的漏报，将开关X的b相故障信息修改为1，根据修改后的故障信息，开关X、Y、Z的a，b两相均流过故障电流，判断出故障发生在开关X与其下游相邻开关围成的区域内；
(2)若开关X的a相存在故障信息的误报，将开关X的a相故障信息修改为0，根据修改后的故障信息，开关Y、Z的a，b两相均流过故障电流，而开关X的a，b两相未流过故障电流，判断出故障发生在开关X与其上游相邻开关围成的区域内。
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