CN106526429B

CN106526429B - 一种具有纠错功能的接地故障选线方法

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Publication number: CN106526429B
Application number: CN201611109129.1A
Authority: CN
Inventors: 李晓明
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-12-06
Filing date: 2016-12-06
Publication date: 2019-08-13
Anticipated expiration: 2036-12-06
Also published as: CN106526429A

Abstract

本发明公开了一种具有纠错功能的接地故障选线方法，判断故障线路与非故障线路的电气量变化信息特征差值是否超过预设值，如果是，则直接选出故障线路；否则，计算各条线路是故障线路的可信度，并排序，按照可信度从大到小的次序依次跳闸，直至选出故障线路。本发明同时显示多条线路可信度，可以由值班人员参考显示的信息，并结合经验，选出故障线路。有效的减少非故障线路停电、提高电力系统供电可靠性。

Description

一种具有纠错功能的接地故障选线方法

技术领域

本发明涉及电力系统输变电技术领域，特别涉及一种具有纠错功能的接地故障选线方法。

背景技术

小电流接地电力系统发生单相接地故障，接地电流比较小，故障线路不需要快速跳闸。但是，需要故障选线装置选择出故障线路，以便安排故障线路停电检修。

如果母线有多条出线，当电力系统发生单相接地故障，现有的故障选线装置的工作方式是，必须从所有这些出线中选出一条故障线路，并且认为其它线路都是非故障线路。其缺点是，剩余的其它非故障线路的故障特征没有区分，一旦故障线路选择错误，这些非故障线路只能采用依次手动拉闸停电的方法找出故障线路。由于现有的故障选线方法及其装置正确动作率不高，经常造成非故障线路手动拉闸、停电，降低了电力系统供电可靠性。

每年都有许多具有纠错功能的接地故障选线新方法被提出，并申请专利。但是，这些新方法都是对检测出故障特征最大的线路的检测方法进行改进，检测出故障特征最大的线路后，其它线路的故障信息都作废。对故障信息只能进行一次处理，一旦发现错误，不能对其它线路故障信息进行再次分析处理。故障信息没有得到充分利用，造成现有的故障选线方法及其装置动作正确率不高。

此外，对于配电系统采用中性点经小(中)电阻接地方式，发生单相接地故障，一般采用零序电流保护，故障线路快速跳闸。如果单相接地故障的过渡电阻比较小时，零序电流较大，零序电流保护能够正确动作。但是，如果单相接地故障的过渡电阻比较大时，零序电流较小，容易造成零序电流保护不动作。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种具有纠错功能的接地故障选线方法及系统，本发明显示多条线路可信度，依次跳闸，有效的减少非故障线路停电、提高电力系统供电可靠性。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种具有纠错功能的接地故障选线方法，

判断故障线路与非故障线路的电气量变化信息特征的差别是否超过预设值，如果是，则直接选出故障线路；

否则，利用至少两种不同的接地故障选线方法，计算各条线路是故障线路的可信度，并按照可信度从大到小的次序依次跳闸，直至选出故障线路。

一种具有纠错功能的接地故障选线方法，

否则，利用至少两种不同的接地故障选线方法，计算各条线路是故障线路的可信度，依次显示各条线路的各种可信度及其相关故障信息；值班人员参考各种可信度及其相关故障信息，结合经验，选择出故障线路，手动拉闸；如果选择错误，线路重合闸；再从显示的剩余线路中重新选择；直至正确选出故障线路。

一种具有纠错功能的接地故障选线方法，

否则，利用至少两种不同的接地故障选线方法，对每种接地故障选线方法进行可信度估值；

然后分别计算每种接地故障选线方法条件下的各条线路是故障线路的可信度；

再将各接地故障选线方法的可信度估值与用该方法选择出的该线路的可信度的乘积之和是该线路的总可信度；

依次显示各条线路的各种可信度及其相关故障信息；值班人员参考显示的信息，结合经验，选择出故障线路，手动拉闸；如果选择错误，线路重合闸；再从故障选线装置显示的剩余线路中重新选择；直至正确选出故障线路。

一种具有纠错功能的接地故障选线方法，

否则，利用至少两种不同的接地故障选线方法，对每种接地故障选线方法进行可信度估值；然后分别计算每种接地故障选线方法条件下的各条线路是故障线路的可信度；再将各接地故障选线方法的可信度估值与用该方法选择出的该线路的可信度的乘积之和是该线路的总可信度；

故障选线装置从总可信度最大的线路首先跳闸，跳闸后故障没有消失，则重合闸；按照总可信度从大到小的次序依次跳闸，直至选出故障线路。

对每种接地故障选线方法进行可信度估值方法为，为每种接地故障选线方法预设一个可信度估值；或者，对每种接地故障选线方法进行可信度估值方法为，预先计算所有线路的相关参数值x，根据计算所得的相关参数值计算借用的接地故障选线方法可信度估值y＝f(x)；y是x的函数。

计算各条线路是故障线路的可信度的方法具体为：

(2-1)计算所有线路的参数值；

(2-2)计算非故障线路特征标准值；

(2-3)取非故障特征标准值的反方向的对应值作为故障特征标准值；

(2-4)以某线路的故障特征实际值与非故障特征标准值之差的绝对值为分子，以故障特征标准值与非故障特征标准值之差的绝对值为分母，求得其比值的百分数，为该线路是故障线路的可信度。

一种具有纠错功能的接地故障选线方法，

否则，用第一种接地故障选线方法从全部线路中选择故障线路，将选出的故障线路可信度认定为最高；再用第二种接地故障选线方法从剩余线路中选择故障线路，将选出的故障线路可信度认定为第二；再用第三种接地故障选线方法从剩余线路中选择故障线路，将选出的故障线路可信度认定为第三；依次类推；

随后故障选线装置从认定的可信度最大的线路首先跳闸，跳闸后故障没有消失，则重合闸；按照认定可信度从大到小的次序依次跳闸，直至选出故障线路。

一种具有纠错功能的接地故障选线方法，

依次显示各条线路的各种认定的可信度及其相关故障信息；值班人员参考显示的信息，结合经验，选择出故障线路，手动拉闸；如果选择错误，线路重合闸；再从故障选线装置显示的剩余线路中重新选择；直至正确选出故障线路。

所述接地故障选线方法，包括但不限于零序电流群幅比较法、零序电流群相比较法、零序功率方向法、零序电流有功分量法、故障暂态零模选择频带特征法、绝缘检测法、有功电流接地保护法、功率方向接地保护法、残流增量接地保护法和/或小波分析选线法，以及前述接地故障选线方法的组合。

该方法可以应用于小电流接地系统；也可以应用于中性点经小(中)电阻接地电力系统；其中，所述小电流接地系统包括中性点不接地电力系统或中性点经消弧线圈接地系统或中性点经大电阻接地系统。

本发明的有益效果为：总可信度由多种接地故障选线方法分别计算得到，总可信度综合了多种接地故障选线方法的优点，结果更可靠。

在故障线路与非故障线路的电气量变化信息特征区分不明显的条件下，显示可信度较大的多条线路(例如三条线路)的可信度及其相关信息。参考显示的信息，可以结合经验，选出故障线路。如果第一次选择错误，从剩余的线路再选。由于显示可信度较大的多条线路(例如三条线路)的可信度，真正故障线路被选择在这多条(例如三条线路)中的可能性大大提高。即使造成非故障线路停电，也只是被选中的这几条(例如三条线路)中的非故障线路停电，不会造成其它非故障线路停电，提高了电力系统供电可靠性。

由于显示可信度较大的多条(例如三条线路)的可信度及其相关信息。在实际应用是，也可以由值班人员参考显示的信息，并结合经验，选出故障线路。可以把机器能力与值班人员能力结合起来，大大提高应对复杂情况的能力，大大提高选线正确率。

利用小电流接地系统单相接地故障选线技术提高中性点经小(中)电阻接地系统单相经大电阻接地故障的反应灵敏度。

附图说明

图1为小电流接地电力系统故障选线系统示意图。

图2为中性点电阻接地电力系统故障选线系统示意图。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：

具有纠错功能的小电流接地故障选线系统示意图，如图1所示。电源E给变压器T送电，变压器T给母线M送电，假设母线M连接有N条供电线路，N＝6，6条线路分别是L1、L2、L3、L4、L5、L6。母线电压互感器TV的信息输入故障选线装置GZXX，6条供电线路的电流互感器TA1、TA2、TA3、TA4、TA5、TA6的信息输入故障选线装置GZXX。当故障选线装置从电压互感器的输入信息中判断出电力系统发生单相接地故障时，开始选线过程。

本发明提出的具有纠错功能的接地故障选线方法，需要借用现有的某几种接地故障选线方法，共同实现选线任务。现有的故障选线方法有很多。例如：包括但不限于零序电流群幅比较法、零序电流群相比较法、零序功率方向法、零序电流有功分量法、故障暂态零模选择频带特征法、绝缘检测法、有功电流接地保护法、功率方向接地保护法、残流增量接地保护法和/或小波分析选线法，或者数项接地故障选线方法所组合成的新方法。

具有纠错功能的接地故障选线方法是：

(1)借用现有的几种接地故障选线方法，并对借用的接地故障选线方法分别进行可信度估值。对借用的接地故障选线方法进行可信度估值，可以根据经验预先设定。例如：选择零序电流群幅比较法、零序电流有功分量法、故障暂态零模选择频带特征法三种方法来计算、选择故障线路。零序电流群幅比较法可信度估值为0.8、零序电流有功分量法可信度估值为1、故障暂态零模选择频带特征法可信度估值为0.8。

也可以预先计算所有线路的相关参数值x，根据计算所得的相关参数值计算借用的接地故障选线方法可信度估值y＝f(x)。y是x的函数。

例如：零序电流群幅比较法可信度估值是线路零序电流幅值最大值与最小值之差的函数；差值较大时，零序电流群幅比较法可信度估值有较大值；差值减小，零序电流群幅比较法可信度估值跟着减小。计算步骤是：预先计算所有线路(N条线路)的零序电流幅值【I_0，1，I_0，2，I_0，3、、、I_0，N】，零序电流群幅比较法可信度估值

Max【I_0，1，I_0，2，I_0，3、、、I_0，N】为取所有线路(N条线路)的零序电流幅值的最大值，Min【I_0，1，I_0，2，I_0，3、、、I_0，N】为取所有线路(N条线路)的零序电流幅值的最小值。

例如：故障暂态零模选择频带特征法可信度估值是线路零序电流幅值最大值与最小值之差的函数；差值较大时，故障暂态零模选择频带特征法可信度估值有较小值；差值减小，故障暂态零模选择频带特征法可信度估值增大。计算步骤是：预先计算所有线路(N条线路)的零序电流幅值【I_0，1，I_0，2，I_0，3、、、I_0，N】，故障暂态零模选择频带特征法可信度估值

(2)分别用上述接地故障选线方法，计算各条线路在该选线方法下的可信度。

例如：计算各条线路是故障线路的可信度的方法具体为：

(2-1)计算所有线路的参数值；

(2-2)计算非故障线路特征标准值；

例如：零序电流群幅比较法选择出三条可能的故障线路，分别是L2线路，L4线路，L6线路。L2线路的可信度为1，L4线路可信度为0.8，L6线路可信度为0.6，其余线路可信度为零。

零序电流有功分量法选择出一条可能的故障线路，是L4线路。L4线路可信度为0.8，其余线路可信度为零。

故障暂态零模选择频带特征法选择出两条可能的故障线路，分别是L1线路，L4线路。L1线路的可信度为0.8，L4线路可信度为0.8，其余线路可信度为零。

(3)分别计算各条线路可能是故障线路的总可信度。线路可能是故障线路的总可信度等于各接地故障选线方法的可信度估值与用该方法选择出的该线路的可信度的乘积之和。即：对每种接地故障选线方法进行可信度估值；例如：三种方法的可信度估值分别是k(1)、k(2)、k(3)。然后分别计算每种接地故障选线方法条件下的各条线路是故障线路的可信度；例如：可信度估值是k(1)方法计算出6条线路的可信度分别是k(1，1)、k(1，2)、k,(1，3)，k(1，4)、k(1，5)、k,(1，6)。可信度估值是k(2)方法计算出6条线路的可信度分别是k(2，1)、k(2，2)、k,(2，3)，k(2，4)、k(2，5)、k,(2，6)。可信度估值是k(3)方法计算出6条线路的可信度分别是k(3，1)、k(3，2)、k,(3，3)，k(3，4)、k(3，5)、k,(3，6)。一种接地故障选线方法的可信度估值与该接地故障选线方法条件下的某条线路是故障线路的可信度有乘积，各接地故障选线方法的可信度估值与用该方法选择出的该线路的可信度的乘积之和是该线路的总可信度；例如：第一条线路的总可信度等于k(1)k(1，1)+k(2)k(2，1)+k(3)k(3，1)，第二条线路的总可信度等于k(1)k(1，2)+k(2)k(2，2)+k(3)k(3，2)，、、、。依次类推。如果某一条线路的总可信度远远大于其他线路的总可信度，可直接确定该线路为故障线路。

例如：根据以上实例计算结果，可得：L1线路总可信度0.8×0+1×0+0.8×0.8＝0.64。L2线路总可信度0.8×1+1×0+0.8×0＝0.8。L3线路总可信度0.8×0+1×0+0.8×0＝0。L4线路总可信0.8×0.8+1×0.8+0.8×0.8＝2.08。L5线路总可信度0+0+0＝0。L6线路总可信度0.8×0.6+1×0+0.8×0＝0.48。

(3)故障选线装置按照总可信度大小，依次显示各条线路的各种可信度及其相关故障信息。一般情况下，依次显示总可信度较大的三条线路的各种可信度及其相关故障信息即可。如果某一条线路的总可信度远远大于其他线路的总可信度，可直接确定该线路为故障线路。

(4)值班人员参考故障选线装置显示的信息，结合经验，选择出故障线路，手动拉闸。如果选择错误，线路重合闸；再从故障选线装置显示的剩余线路中重新选择。直至正确选出故障线路。故障选线装置也可从总可信度最大的线路首先跳闸，跳闸后故障没有消失，则重合闸；按照总可信度从大到小的次序依次跳闸，直至选出故障线路。例如：首先跳开总可信度2.08的L4线路。跳闸后故障消失，不在跳闸，L4线路为故障线路；跳闸后故障没有消失，L4线路重合闸，再跳总可信度0.8的L2线路。跳闸后故障消失，不在跳闸，L2线路为故障线路；跳闸后故障没有消失，L2线路重合闸，再跳总可信度0.64的L1线路。一般情况下，选择总可信度较大的三条线路依次跳闸即可。

本发明提出的具有纠错功能的接地故障选线方法，不但可以应用于如图1所示中性点不接地电力系统，可以应用于中性点经消弧线圈接地系统、中性点经大电阻接地系统、等小电流接地系统。也可以应用于如图2所示中性点经小(中)电阻接地电力系统。

对于配电系统采用中性点经小(中)电阻接地方式，发生单相接地故障，如果单相接地故障的过渡电阻比较小时，零序电流较大，可以采用零序电流保护，也可以采用本发明提出的具有纠错功能的接地故障选线方法。如果单相接地故障的过渡电阻比较大，零序电流较小，则采用本发明提出的具有纠错功能的接地故障选线方法。利用小电流接地系统单相接地故障选线技术提高中性点经小(中)电阻接地系统单相经大电阻接地故障的反应灵敏度。

显示总可信度较大的三条线路的各种可信度及其相关信息。由值班人员参考显示的信息，并结合经验，选出故障线路，如果第一次选择错误，从剩余的两条线路再选。由于显示可信度较大的三条线路，真正故障线路被选择在这三条线路中的可能性大大提高。即使造成非故障线路停电，也只是这三条线路中的两条非故障线路停电，不会造成其它非故障线路停电，提高了电力系统供电可靠性。

由于显示可信度较大的三条线路的可信度及其相关信息。由值班人员参考显示的信息，并结合经验，选出故障线路。把机器能力与值班人员能力结合起来，大大提高应对复杂情况的能力，大大提高选线正确率。

实施例2：

具有纠错功能的接地故障选线方法是：

(1)用第一种接地故障选线方法从全部线路中选择故障线路，将选出的故障线路可信度直接认定为最高；再用第二种接地故障选线方法从剩余线路中选择故障线路，将选出的故障线路可信度直接认定为第二；再用第三种接地故障选线方法从剩余线路中选择故障线路，将选出的故障线路可信度直接认定为第三；依次类推。

(2)故障选线装置按照认定的可信度大小，依次显示各条线路可信度及其相关信息；一般情况下，依次显示可信度较大的三条线路可信度及其相关信息即可。

(3)故障选线装置从认定的可信度最大的线路首先跳闸，跳闸后故障没有消失，则重合闸；按照可信度从大到小的次序依次跳闸，直至选出故障线路。一般情况下，选择可信度较大的三条线路依次跳闸即可。也可以值班人员参考故障选线装置显示的信息，结合经验，选择出故障线路，手动拉闸。如果选择错误，线路重合闸；再从故障选线装置显示的剩余线路中重新选择。直至正确选出故障线路。

实施例2的方法不如实施例1严谨，但比实施例1运算量少、简单。

与实施例1相同的部分不再累赘。

本发明的一种具有纠错功能的接地故障选线方法，完全可以实现，有广阔应用前景。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims

1.一种具有纠错功能的接地故障选线方法，其特征是：

对每种接地故障选线方法进行可信度估值方法为，为每种接地故障选线方法预设一个可信度估值；或者，对每种接地故障选线方法进行可信度估值方法为，预先计算所有线路的相关参数值x，根据计算所得的相关参数值计算借用的接地故障选线方法可信度估值y＝f(x)；y是x的函数；

计算各条线路是故障线路的可信度的方法具体为：

(2-1)计算所有线路的参数值；

(2-2)计算非故障线路特征标准值；

(2-4)以某线路的故障特征实际值与非故障特征标准值之差的绝对值为分子，以故障特征标准值与非故障特征标准值之差的绝对值为分母，求得其比值的百分数，为该线路是故障线路的可信度；

依次显示各条线路的各种可信度及其相关故障信息；值班人员从总可信度最大的线路首先跳闸，跳闸后故障没有消失，则重合闸；

按照总可信度从大到小的次序依次跳闸，直至选出故障线路。

2.如权利要求1所述的具有纠错功能的接地故障选线方法，其特征是：所述接地故障选线方法，包括但不限于零序电流群幅比较法、零序电流群相比较法、零序功率方向法、零序电流有功分量法、故障暂态零模选择频带特征法、绝缘检测法、有功电流接地保护法、功率方向接地保护法、残流增量接地保护法和/或小波分析选线法，以及前述接地故障选线方法的组合。

3.如权利要求1所述的具有纠错功能的接地故障选线方法，其特征是：该方法可以应用于小电流接地系统；也可以应用于中性点经小、中电阻接地电力系统；其中，所述小电流接地系统包括中性点不接地电力系统或中性点经消弧线圈接地系统或中性点经大电阻接地系统。