CN106370975A - 一种配电自动化系统单相接地区段精确定位的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种配电自动化系统单相接地区段精确定位的方法，包括：步骤一、在配网发生单相接地时通过故障相辨识算法识别接地故障相，并将接地故障相主动短时接地后再断开；步骤二、配电自动化主站通过召测各条出线离变电站最近的终端所检测的零序电流，短时接地前后零序电流显著变小的出线为发生单相接地故障的线路；步骤三、故障线路选线完成后，配电自动化主站进而召测故障线路沿线所有终端监测量，比较短时接地前后，零序电流方向发生变化的最后一级的下游，与短时接地前后零序电流未发生显著变化的终端之间即为单相接地区域。本发明通过短时接地显著改变故障线路、故障区域零序电流分布，能显著提高配电自动化单相接地区段识别准确度。

Description

一种配电自动化系统单相接地区段精确定位的方法
技术领域
本发明涉及配电自动化技术领域，具体是一种配电自动化系统单相接地区段精确定位的方法。
背景技术
配电自动化的功能是实现配电网运行自动化和管理自动化。美国、英国、日本等发达国家都先后实现了配电网自动化，收到了巨大的经济效益和社会效益，我国也在致力于配电自动化的建设，配电自动化已成为配电技术发展的必然趋势。
我国中压配网以架空线为主，多采用中性点不接地或经消弧线圈接地方式的小电流接地方式，配电线路故障在配网设备故障中占比较高，对系统安全、设备安全以及供电可靠性影响较大，其中，单相接地故障又占据配电线路总故障的80％以上。故障监控是配电网运行自动化的一项内容，但现有配网自动化系统基本上没有小电流接地故障定位功能，现场仍然广泛采用人工巡线法确定故障位置，不仅耗费大量的人力、物力，拉路造成的短时停电还给用户造成较大的经济损失，这使得配电自动化系统在提高可靠性的作用上大打折扣。由此可见，我国新一代配电自动化系统应彻底解决小电流接地故障定位问题。
近年来，国内部分研究机构在利用配电自动化进行单相接地故障区域定位方面开展了部分研究，取得一定的进展，但现有研究主要是利用单相接地故障的暂态过程以及暂态电流分布特征实现区段定位，由于小电流接地系统的单相接地暂态电流信号小、暂态特征频率高，因此该方法对配电自动化系统录波采样率及准确度要求很高。而配电自动化厂家生产资料良莠不齐，利用暂态信号特征进行单相接地故障区域定位的方法往往准确度不高。
发明内容
本发明提供一种配电自动化系统单相接地区段精确定位的方法，该方法基于配电自动化系统，通过在配网发生单相接地时将对应相短时主动接地，利用各配电自动化终端采集的电流变化情况实现故障区段精确定位，该方法通过短时接地显著改变故障线路、故障区域零序电流分布，使得故障线路特征更加明显，能显著提高配电自动化单相接地区段识别准确度。
一种配电自动化系统单相接地区段精确定位的方法，包括如下步骤：
步骤一、单相接地对应相短时接地
在配网发生单相接地时通过故障相辨识算法识别接地故障相，并将接地故障相主动短时接地后再断开；
步骤二、单相接地选线
配电自动化主站通过召测各条出线离变电站最近的终端所检测的零序电流，短时接地前后零序电流显著变小的出线为发生单相接地故障的线路；
步骤三、单相接地区域精确定位
故障线路选线完成后，配电自动化主站进而召测故障线路沿线所有终端监测量，比较短时接地前后，零序电流方向发生变化的最后一级的下游，与短时接地前后零序电流未发生显著变化的终端之间即为单相接地区域。
进一步的，步骤一中将故障相主动短时接地的时间为1-2秒。
进一步的，步骤一中将故障相通过短时接地模块主动接地，所述短时接地模块包括分别接三相母线的三个单相高压开关，智能监控单元监测三相母线电压，发现PT二次侧相电压和开三角电压的异常变化，从而判定是否发生单相接地故障，并根据“最高电压相的下一个相序是接地故障相”的故障相辨识算法判别出接地故障相。
进一步的，步骤二中短时接地前后零序电流显著变小的标准为零序电流前后至少减少50％。
本发明通过短时接地显著改变故障线路、故障区域零序电流分布，使得故障线路特征更加明显，能显著提高配电自动化单相接地区段识别准确度。
附图说明
图1是本发明配电自动化系统单相接地区段精确定位的方法的流程示意图；
图2是本发明单相接地对应相短时接地部分结构原理图；
图3是本发明单相接地选线原理图；
图4是本发明单相接地故障区域定位原理图。
具体实施方式
下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。
图1所示为本发明配电自动化系统单相接地区段精确定位的方法的流程示意图，所述方法包括如下步骤：
步骤一、单相接地对应相短时接地
将短时接地模块安装于变电站母线，由接地线通过单相高压开关分别连接三相线路，在配网发生单相接地时通过故障相辨识算法准确识别故障相，并将故障相主动接地数秒后再断开。
图2是本发明单相接地对应相短时接地部分结构原理图，三个单相高压开关(KGa、KGb、KGc)分别接三相母线，三个单相高压开关(KGa、KGb、KGc)并联后再通过一个单相高压开关KGd接地，正常情况为分闸。配电网发生单相接地时，智能监控单元监测三相母线电压，发现PT二次侧相电压和开三角电压的异常变化，从而判定是否发生单相接地故障，并根据“最高电压相的下一个相序是接地故障相”的故障相辨识算法判别出接地故障相，然后，命令故障相的单相高压开关执行如下操作：合闸延时Δt(数秒，例如1-2秒)分闸，也即将故障相母线与变电站地网联接数秒后再断开。
步骤二、单相接地选线
配电自动化主站通过召测各条出线离变电站最近的终端所检测的零序电流，短时接地前后零序电流显著变小(例如至少减少50％)的出线为发生单相接地故障的线路。
配电自动化主站通过召测并记录各条出线离变电站最近的终端所召测的零序电流，当配网某线路发生单相接地时，其他各线路零序电流均流向故障线路，故障相主动接地后，由于短时接地模块经纯金属接地，接地电阻一般比真实故障点接地电阻小得多，此时非故障相零序电流均由短时接地模块流通(如图3所示)，导致故障线路零序电流分布发生变化，配电自动化主站判定短时接地前后零序电流显著变小(例如至少减少50％)的出线为发生单相接地故障的线路，即单相接地出线。
步骤三、单相接地区域精确定位
故障线路选线完成后，配电自动化主站进而召测故障线路沿线所有终端监测量，比较短时接地前后，零序电流方向发生变化的最后一级的下游，与短时接地前后零序电流未发生显著变化的终端之间即为单相接地区域。
故障线路选线完成后，配电自动化主站进而召测并记录故障线路沿线所有终端的零序电流；当配网某区域路发生单相接地时，其他各部分零序电流均流向故障区域，短时接地模块主动接地后，由于主动接地模块经纯金属接地，接地电阻一般真实故障点接地电阻小得多，此时非故障区域零序电流会由主动接地模块分流，导致故障区域零序电流分布发生变化，配电自动化主站通过比较并判定短时接地前后，零序电流方向发生变化(如图4所示)的最后一级的下游，与短时接地前后零序电流未发生显著变化的终端之间即为单相接地区域。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种配电自动化系统单相接地区段精确定位的方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤一、单相接地对应相短时接地
在配网发生单相接地时通过故障相辨识算法识别接地故障相，并将接地故障相主动短时接地后再断开；
步骤二、单相接地选线
配电自动化主站通过召测各条出线离变电站最近的终端所检测的零序电流，短时接地前后零序电流显著变小的出线为发生单相接地故障的线路；
步骤三、单相接地区域精确定位
故障线路选线完成后，配电自动化主站进而召测故障线路沿线所有终端监测量，比较短时接地前后，零序电流方向发生变化的最后一级的下游，与短时接地前后零序电流未发生显著变化的终端之间即为单相接地区域。
2.如权利要求1所述的配电自动化系统单相接地区段精确定位的方法，其特征在于：步骤一中将故障相主动短时接地的时间为1-2秒。
3.如权利要求1所述的配电自动化系统单相接地区段精确定位的方法，其特征在于：步骤一中将故障相通过短时接地模块主动接地，所述短时接地模块包括分别接三相母线的三个单相高压开关，智能监控单元监测三相母线电压，发现PT二次侧相电压和开三角电压的异常变化，从而判定是否发生单相接地故障，并根据“最高电压相的下一个相序是接地故障相”的故障相辨识算法判别出接地故障相。
4.如权利要求1所述的配电自动化系统单相接地区段精确定位的方法，其特征在于：步骤二中短时接地前后零序电流显著变小的标准为零序电流前后至少减少50％。
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