CN106997016A - 一种低压配电线路断线故障识别方法及装置 - Google Patents

一种低压配电线路断线故障识别方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种低压配电线路断线故障识别方法及装置，对获取到的第一预设采样点处的相线电流信号、总泄漏电流信号、所述第二预设采样点处的总泄漏电流信号以及A相、B相和C相的电流信号进行傅里叶变换，以获取上述各信号的幅值和相角，并基于上述各信号的幅值、相角和电流整定值，判断是否满足单相分支保护判据和/或三相主干线保护判据。本发明提出了将220V单相分支保护判据与380V三相主干线保护判据相结合，可以对低压配电系统断线故障形成较为完善的故障检测与保护体系，能够准确地识别三相配电线主干线发生的故障和单相分支配电线发生的故障，从而确定是否需要保护装置动作以切断故障线路。

Description

一种低压配电线路断线故障识别方法及装置
技术领域
本发明涉及配电线路故障诊断技术领域，更具体地，涉及一种低压配电线路断线故障识别方法及装置。
背景技术
配电网一般来说是指35kV及其以下电压等级的电力网络，作用是向城市里各个配电站和各类用电负荷供电。目前我国大部分城市配电线路采用的是10kV电压等级向用户供电。配电线路分布面广，总长度长，但运行环境恶劣，极易因雷击，机械外力作用和线路负荷过载而发生断线故障，严重威胁供电的安全性和可靠性。线路发生断线故障后，系统的电压质量将会受到十分明显的影响，系统的三相对称性遭到破坏，同时还有可能致使电动机因缺相运行而烧毁，大大减小了设备的使用寿命。此外断线后还会有很大的可能继续发生各种接地故障，这样将可能引发火灾，甚至电死人畜，造成难以挽救的后果。
现有技术中，基于三相电压电流的10KV配电线路断线故障的判定方法为通过获取配电网各节点的电压、电流信息，从而确定发生故障的线路，并判断故障线路是否为断线故障；判定是单相还是多相断线故障；判定单相或者多相断线故障的具体故障类型；通过向前或向后比较各节点电压信息是否一致，确定具体的故障区段。
现有技术中虽然解决了10KV配电线路中的断线故障检测问题，但对于例如380V/220V的低压配电线路中断线故障检测与故障类型识别却没有提供解决方案。
发明内容
为了至少部分地克服现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种低压配电线路断线故障识别方法及装置。
根据本发明的一个方面，提供一种低压配电线路断线故障识别方法，包括：获取单相分支上第一预设采样点处的相线电流信号、总泄漏电流信号和/或三相主干线上第二预设采样点处的总泄漏电流信号以及A相、B相和C相的电流信号；对所述第一预设采样点处的相线电流信号、总泄漏电流信号和所述第二预设采样点处的总泄漏电流信号以及A相、B相和C相的电流信号进行傅里叶变换，以获取以下信号的幅值和相角：所述第一预设采样点处的相线电流信号、总泄漏电流信号、所述第二预设采样点处的总泄漏电流信号以及A相、B相和C相的电流信号；根据所述第一预设采样点处的相线电流信号、总泄漏电流信号的幅值和相角以及电流整定值，判断是否满足单相分支保护判据；根据所述第二预设采样点的总泄漏电流信号、A相、B相、C相的电流信号的幅值和相角以及电流整定值，判断是否满足三相主干线保护判据。
其中，对于单相分支，在所述第一预设采样点处的中性线和相线上安装零序电流互感器，用于获取总泄漏电流信号；在所述第一预设采样点处的相线上安装电流互感器，用于获取相线电流信号；对于三相主干线，在所述第二预设采样点处的中性线和A相、B相、C相三根相线上安装零序电流互感器，用于获取总泄漏电流信号；在所述第二预设采样点处的A相、B相、C相三根相线上分别安装电流互感器，用于获取A相、B相、C相的电流信号。
其中，所述方法还包括：将获取的所述第一预设采样点处的相线电流信号、总泄漏电流信号和所述第二预设采样点处的总泄漏电流信号以及A相、B相和C相的电流信号取前一个信号周期的数据窗口进行傅里叶变换以获取以下信号的幅值和相角：所述第一预设采样点处的相线电流信号、总泄漏电流信号、所述第二预设采样点处的总泄漏电流信号以及A相、B相和C相的电流信号。
其中，所述单相分支保护判据包括：若判断获知所述第一预设采样点处的总泄漏电流的幅值小于或等于电流整定值，并且相线电流的幅值等于零，则认定线路发生单相断线故障；若判断获知所述第一预设采样点处的总泄漏电流的幅值大于电流整定值，并且相线电流的幅值等于零，则认定线路发生单相断线加负载侧接地故障；若判断获知所述第一预设采样点处的总泄漏电流的幅值大于电流整定值，并且相线电流的幅值不等于零，则认定线路发生单相断线加电源侧接地故障。
其中，所述三相主干线保护判据包括：若判断获知所述第二预设采样点处的总泄漏电流的幅值小于或等于电流整定值，并且A相、B相、C相电流的幅值均等于零，则认定线路发生A相、B相、C相三相断线故障；若判断获知所述第二预设采样点处的总泄漏电流的幅值小于或等于电流整定值，并且A相、B相、C相电流的幅值中有一个不等于零，则根据A相、B相和C相电流的幅值和相位，获得正序电流、负序电流和零序电流，当负序电流超过电流整定值且正序电流变化量小于零时，若A相、B相和C相电流的幅值中有一相电流幅值等于零，则认定电流幅值等于零的相线发生断线故障；若A相、B相和C相电流的幅值中有两相电流幅值等于零，则认定电流幅值等于零的两条相线发生断线故障。
其中，所述三相主干线保护判据还包括：若判断获知所述第二预设采样点处的总泄漏电流的幅值大于电流整定值，并且所述正序电流变化量小于零，若A相、B相和C相电流的幅值中有一相电流幅值等于零，则认定电流幅值等于零的相线发生断线加负载侧接地故障；若A相、B相和C相电流的幅值中有两相电流幅值等于零，则认定电流幅值等于零的两条相线发生断线加负载侧接地故障；若A相、B相和C相电流的幅值中三相电流幅值都不等于零，并且负序电流、零序电流的有效值相等，则认定发生两相断线加电源侧接地故障，其中，发生故障线路为相电流幅值变化最大的两相；若A相、B相和C相电流的幅值中三相电流幅值都不等于零，并且负序电流、零序电流的有效值不相等，则认定发生单相断线加电源侧接地故障，其中，发生故障线路为相电流幅值变化最大的一相。
其中，所述三相主干线保护判据还包括：若判断获知所述第二预设采样点处的总泄漏电流的幅值小于或等于电流整定值，并且A相、B相和C相电流的幅值中有一个不等于零，则根据A相、B相、C相电流的幅值和相位，获得的零序电流，若零序电流为零，则认定线路发生了中性线断线故障。
其中，所述方法还包括：若判断获知以下信号的幅值和相角：所述第一预设采样点处的相线电流信号、总泄漏电流信号、所述第二预设采样点处的总泄漏电流信号以及A相、B相和C相的电流信号，满足所述单相分支保护判据和/或所述三相主干线保护判据，保护装置开始切断故障线路。
根据本发明的另一个方面，提供了一种低压配电线路断线故障识别装置，包括：获取模块，用于获取单相分支上第一预设采样点处的相线电流信号、总泄漏电流信号和/或三相主干线上第二预设采样点处的总泄漏电流信号以及A相、B相和C相的电流信号；计算模块，用于对所述第一预设采样点处的相线电流信号、总泄漏电流信号和所述第二预设采样点处的总泄漏电流信号以及A相、B相和C相的电流信号进行傅里叶变换，以获取以下信号的幅值和相角：所述第一预设采样点处的相线电流信号、总泄漏电流信号、所述第二预设采样点处的总泄漏电流信号以及A相、B相和C相的电流信号；第一处理模块，用于根据所述第一预设采样点处的相线电流信号、总泄漏电流信号的幅值和相角以及电流整定值，判断是否满足单相分支保护判据；第二处理模块，用于根据所述第二预设采样点的总泄漏电流信号、A相、B相、C相的电流信号的幅值和相角以及电流整定值，判断是否满足三相主干线保护判据。
其中，所述装置还包括：保护模块，用于接收第一处理模块和/或第二处理模块发送的操作信号，切断故障线路。
本发明提供了一种低压配电线路断线故障识别方法及装置。依照本发明的技术方案基于傅里叶变换的原理，实现了从总泄漏电流和相电流中提取基波分量并计算总泄漏电流和相电流幅值，并提出了将220V单相分支保护判据与380V三相主干线保护判据相结合，可以对低压配电系统断线故障形成较为完善的故障检测与保护体系，能够准确地识别三相配电线主干线发生的故障和单相分支配电线发生的故障，从而确定是否需要保护装置动作以切断故障线路。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种低压配电线路断线故障识别方法流程图；
图2为本发明实施例提供的一种低压配电线路断线故障识别方法中零序电流互感器和电流互感器安装示意图；
图3为本发明实施例提供的一种低压配电线路断线故障识别方法中单相分支保护判据流程图；
图4为本发明实施例提供的一种低压配电线路断线故障识别方法中三相主干线断线故障保护判据流程图；
图5为本发明实施例提供的一种低压配电线路断线故障识别方法中三相主干线断线加接地故障保护判据流程图；
图6为本发明实施例提供的一种低压配电线路断线故障识别方法中中性线保护判据流程图；
图7为本发明实施例提供的一种低压配电线路断线故障识别装置结构示意图；
图8为本发明实施例提供的一种低压配电线路断线故障识别方法中单相断线故障仿真各相电流波形图；
图9为本发明实施例提供的一种低压配电线路断线故障识别方法中单相断线故障仿真序电流波形图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的一个实施例中，参考图1，一种低压配电线路断线故障识别方法，包括：
S101，获取单相分支上第一预设采样点处的相线电流信号、总泄漏电流信号和/或三相主干线上第二预设采样点处的总泄漏电流信号以及A相、B相和C相的电流信号；
S102，对所述第一预设采样点处的相线电流信号、总泄漏电流信号和所述第二预设采样点处的总泄漏电流信号以及A相、B相和C相的电流信号进行傅里叶变换，以获取以下信号的幅值和相角：所述第一预设采样点处的相线电流信号、总泄漏电流信号、所述第二预设采样点处的总泄漏电流信号以及A相、B相和C相的电流信号；
S103，根据所述第一预设采样点处的相线电流信号、总泄漏电流信号的幅值和相角以及电流整定值，判断是否满足单相分支保护判据；
S104，根据所述第二预设采样点的总泄漏电流信号、A相、B相、C相的电流信号的幅值和相角以及电流整定值，判断是否满足三相主干线保护判据。
其中，电流整定值是根据实际电路中负荷泄漏电流的大小来确定。
具体地，在三相电路中，在单相分支上选取第一预设采样点和在三相主干线上选取第二预设采样点，获取单相分支上第一预设采样点处的相线电流信号、总泄漏电流信号，获取三相主干线上第二预设采样点处的总泄漏电流信号以及A相、B相和C相的电流信号；对第一预设采样点处的相线电流信号、总泄漏电流信号和第二预设采样点处的总泄漏电流信号以及A相、B相和C相的电流信号进行傅里叶变换，以获取上述各信号的幅值和相角；根据第一预设采样点处的相线电流信号、总泄漏电流信号的幅值和相角以及电流整定值，判断是否满足单相分支保护判据；根据第二预设采样点的总泄漏电流信号、A相、B相和C相的电流信号的幅值和相角以及电流整定值，判断是否满足三相主干线保护判据。如果第一预设采样点处的相线电流信号、总泄漏电流信号的幅值和相角以及整定值，不满足单相分支保护判据；第二预设采样点的总泄漏电流信号、A相、B相和C相的电流信号的幅值和相角以及整定值，不满足三相主干线保护判据，则继续采集第一预设采样点处的相线电流信号、总泄漏电流信号、第二预设采样点处的总泄漏电流信号以及A相、B相和C相的电流信号。
本实施例提供了一种低压配电线路断线故障识别方法，通过获取单相分支上第一预设采样点处的相线电流信号、总泄漏电流信号，获取三相主干线上第二预设采样点处的总泄漏电流信号以及A相、B相和C相的电流信号；对第一预设采样点处的相线电流信号、总泄漏电流信号和第二预设采样点处的总泄漏电流信号以及A相、B相和C相的电流信号进行傅里叶变换，以获取上述各信号的幅值和相角；根据第一预设采样点处的相线电流信号、总泄漏电流信号的幅值和相角以及整定值，判断是否满足单相分支保护判据；根据第二预设采样点的总泄漏电流信号、A相、B相和C相的电流信号的幅值和相角以及整定值，判断是否满足三相主干线保护判据。本发明将220V单相分支保护判据与380V三相主干线保护判据相结合，可以对低压配电系统断线故障形成较为完善的故障检测与保护体系，能够准确地识别三相配电线主干线发生的故障和单相分支配电线发生的故障。
在本发明的另一个实施例中，参考图2，在上述实施例的基础上，对于单相分支，在所述第一预设采样点处的中性线和相线上安装零序电流互感器，用于获取总泄漏电流信号；在所述第一预设采样点处的相线上安装电流互感器，用于获取相线电流信号；
对于三相主干线，在所述第二预设采样点处的中性线和A相、B相、C相三根相线上安装零序电流互感器，用于获取总泄漏电流信号；在所述第二预设采样点处的A相、B相、C相三根相线上分别安装电流互感器，用于获取A相、B相、C相的电流信号。
其中，零序电流互感器在电力系统产生零序接地电流时与继电保护装置或信号配合使用，使装置元件动作，实现保护或监控。电流互感器是由闭合的铁心和绕组组成。它的一次侧绕组匝数很少，串在需要测量的电流的线路中，因此它经常有线路的全部电流流过，二次侧绕组匝数比较多，串接在测量仪表和保护回路中，电流互感器在工作时，它的二次侧回路始终是闭合的，因此测量仪表和保护回路串联线圈的阻抗很小，电流互感器的工作状态接近短路。
具体地，对于单相分支，在第一预设采样点处中性线和相线上一个零序电流互感器，用于获取总泄漏电流信号，并在相线上安装一个电流互感器，用于获取相线电流信号；对于三相主干线，在第二预设采样点三相主干线和中性线上安装一个零序电流互感器，用于获取总泄漏电流信号，在A相、B相、C相三根相线上分别安装一个电流互感器，用于获取电流信号。
在本发明的再一个实施例中，在上述实施例的基础上，所述方法还包括：将获取的所述第一预设采样点处的相线电流信号、总泄漏电流信号和所述第二预设采样点处的总泄漏电流信号以及A相、B相和C相的电流信号取前一个信号周期的数据窗口进行傅里叶变换以获取以下信号的幅值和相角：所述第一预设采样点处的相线电流信号、总泄漏电流信号、所述第二预设采样点处的总泄漏电流信号以及A相、B相和C相的电流信号。
其中，对电流信号i(t)进行傅里叶变换，可以得到：
式中，i0为总电流信号的直流分量；M为最高次谐波次数；l为谐波次数，其变化范围为1～M；Iml为l次谐波的电流幅值；φl为l次谐波的初相角；ω1为基波电流角频率；l次谐波的实部IRel、虚部IIml分别为：
由公式(2)可以得到：
其中，Iml＝IRel+jIIml是l次谐波分量的向量表达式。对于离散数字信号，将积分改为求和。
对于在一个周期的波形中采样N点，则l次谐波分量的第k点傅里叶正弦系数Ils(k)、余弦系数Ilc(k)分别为：
可求出电流信号的幅值Iml、相角φl为：
具体地，将获取的所述第一预设采样点处的相线电流信号、总泄漏电流信号和所述第二预设采样点处的总泄漏电流信号以及A相、B相和C相的电流信号取前一个信号周期的数据窗口进行傅里叶变换以获取所述第一预设采样点处的相线电流信号、总泄漏电流信号、所述第二预设采样点的总泄漏电流信号以及A相、B相和C相的电流信号的幅值和相角。
本实施例提供了一种低压配电线路断线故障识别方法，将获取的第一预设采样点处的相线电流信号、总泄漏电流信号和第二预设采样点处的总泄漏电流信号以及A相、B相和C相的电流信号取前一个信号周期的数据窗口进行傅里叶变换以获取第一预设采样点处的相线电流信号、总泄漏电流信号、第二预设采样点的总泄漏电流信号以及A相、B相和C相的电流信号的幅值和相角。通过傅里叶变换可以滤除电流信号中高斯噪声和高次谐波等干扰因素，且不需要滤波器对各相电流信号进行预处理，因此也具有较快的响应速度。
在本发明又一个实施例中，参考图3，在上述实施例的基础上，所述单相分支保护判据包括：
若判断获知所述第一预设采样点处的总泄漏电流的幅值小于或等于电流整定值，并且相线电流的幅值等于零，则认定线路发生单相断线故障；
若判断获知所述第一预设采样点处的总泄漏电流的幅值大于电流整定值，并且相线电流的幅值等于零，则认定线路发生单相断线加负载侧接地故障；
若判断获知所述第一预设采样点处的总泄漏电流的幅值大于电流整定值，并且相线电流的幅值不等于零，则认定线路发生单相断线加电源侧接地故障
具体地，第一预设采样点处的总泄漏电流的幅值小于或等于电流整定值，并且相线电流的幅值等于零，则认定线路发生单相断线故障；第一预设采样点处的总泄漏电流的幅值大于电流整定值，并且相线电流的幅值等于零，则认定线路发生单相断线加负载侧接地故障；第一预设采样点处的第一总泄漏电流的幅值大于电流整定值，并且相线电流的幅值不等于零，则认定线路发生单相断线加电源侧接地故障。
在本发明又一个实施例中，参考图4、图8和图9，在上述实施例的基础上，所述三相主干线保护判据包括：
若判断获知所述第二预设采样点处的总泄漏电流的幅值小于或等于电流整定值，并且A相、B相、C相电流的幅值均等于零，则认定线路发生A相、B相、C相三相断线故障；
若判断获知所述第二预设采样点处的总泄漏电流的幅值小于或等于电流整定值，并且A相、B相、C相电流的幅值中有一个不等于零，则根据A相、B相和C相电流的幅值和相位，获得正序电流、负序电流和零序电流，当负序电流超过电流整定值且正序电流变化量小于零时，若A相、B相和C相电流的幅值中有一相电流幅值等于零，则认定电流幅值等于零的相线发生断线故障；若A相、B相和C相电流的幅值中有两相电流幅值等于零，则认定电流幅值等于零的两条相线发生断线故障。
具体地，若第二预设采样点处的总泄漏电流的幅值小于或等于电流整定值，并且A相、B相、C相电流的幅值均等于零，则认定线路发生三相断线故障；
若第二预设采样点处的总泄漏电流的幅值小于或等于电流整定值，并且A相、B相和C相电流的幅值中有一个不等于零，则根据A相、B相和C相电流的幅值和相位，获得正序电流、负序电流和零序电流，当负序电流超过整定值且正序电流变化量小于零时，若A相、B相和C相电流的幅值中有一相电流幅值等于零，则认定电流幅值等于零的相线发生断线故障；若A相、B相和C相电流的幅值中有两相电流幅值等于零，则认定电流幅值等于零的两条相线发生断线故障。
以下通过具体实例对上述方法进行说明，例如，附图8中，由线路中的电流变化曲线IA、IB、IC可知，在t＝0.3s时发生A相断线故障后，A相电流下降为零，B、C相电流分别在一定程度上下降。附图9中，由正序、负序和零序电流变化曲线可知，在t＝0.3s时发生A相断线故障。断线故障发生前，正序电流为43.55A，负序电流为0.0003826A，零序电流为0.0003529A；故障发生后，正序电流下降为26.81A，负序电流上升为16.74A，零序电流上升为10.08A，即正序电流下降为原相电流的0.6156倍，负序电流上升为原相电流的0.3844倍，零序电流上升为原相电流的0.2315倍。
在本发明又一个实施例中，参考图5，在上述实施例的基础上，所述三相主干线保护判据还包括：
若判断获知所述第二预设采样点处的总泄漏电流的幅值大于电流整定值，并且所述正序电流变化量小于零，若A相、B相和C相电流的幅值中有一相电流幅值等于零，则认定电流幅值等于零的相线发生断线加负载侧接地故障；
若A相、B相和C相电流的幅值中有两相电流幅值等于零，则认定电流幅值等于零的两条相线发生断线加负载侧接地故障；
若A相、B相和C相电流的幅值中三相电流幅值都不等于零，并且负序电流、零序电流的有效值相等，则认定发生两相断线加电源侧接地故障，其中，发生故障线路为相电流幅值变化最大的两相；
若A相、B相和C相电流的幅值中三相电流幅值都不等于零，并且负序电流、零序电流的有效值不相等，则认定发生单相断线加电源侧接地故障，其中，发生故障线路为相电流幅值变化最大的一相。
具体地，若第二预设采样点处的总泄漏电流的幅值大于电流整定值，并且所述正序电流变化量小于零，若A相、B相和C相电流的幅值中有一相电流幅值等于零，则认定电流幅值等于零的相线发生断线加负载侧接地故障；若A相、B相和C相电流的幅值中有两相电流幅值等于零，则认定电流幅值等于零的两条相线发生断线加负载侧接地故障；若A相、B相和C相电流的幅值中有三相电流幅值都不等于零，并且负序电流与零序电流有效值相等，则认定发生两相断线加电源侧接地故障，其中，发生故障线路为相电流幅值变化最大的两相；若A相、B相和C相电流的幅值中有三相电流幅值都不等于零，并且负序电流与零序电流有效值相等不相等，则认定发生单相断线加电源侧接地故障，其中，发生故障线路为相电流幅值变化最大的一相。
在本发明又一个实施例中，参考图6，在上述实施例的基础上，所述三相主干线保护判据还包括：
若判断获知所述第二预设采样点处的总泄漏电流的幅值小于或等于电流整定值，并且A相、B相和C相电流的幅值中有一个不等于零，则根据A相、B相、C相电流的幅值和相位，获得的零序电流，若零序电流为零，则认定线路发生了中性线断线故障。
具体地，若第二预设采样点处的总泄漏电流的幅值小于或等于电流整定值，并且A相、B相和C相电流的幅值中有一个不等于零，则根据A相、B相和C相电流的幅值和相位，获得的零序电流，若零序电流为零，则认定线路发生了中性线断线故障。
在本发明又一个实施例中，在上述实施例的基础上，所述方法还包括：
若判断获知以下信号的幅值和相角：所述第一预设采样点处的相线电流信号、总泄漏电流信号、所述第二预设采样点处的总泄漏电流信号以及A相、B相和C相的电流信号，满足所述单相分支保护判据和/或所述三相主干线保护判据，保护装置开始切断故障线路。
其中，保护装置为在A相、B相、C相线路中安装的断路器。
具体地，若第一预设采样点的相线电流信号、总泄漏电流信号的幅值和相角满足单相分支保护判据；第二预设采样点的总泄漏电流信号以及A相、B相和C相的电流信号的幅值和相角满足三相主干线保护判据；第一预设采样点的相线电流信号、总泄漏电流信号、第二预设采样点的总泄漏电流信号以及A相、B相和C相电流信号的幅值和相角同时满足单相分支保护判据和三相主干线保护判据保护装置开始切断故障线路。
在本发明的又一个实施例中，参考图7，一种低压配电线路断线故障识别装置，包括：获取模块701、计算模块702、第一处理模块703和第二处理模块704，其中：
获取模块701用于获取单相分支上第一预设采样点处的相线电流信号、总泄漏电流信号和/或三相主干线上第二预设采样点处的总泄漏电流信号以及A相、B相和C相的电流信号；
计算模块702用于对所述第一预设采样点处的相线电流信号、总泄漏电流信号和所述第二预设采样点处的总泄漏电流信号以及A相、B相和C相的电流信号进行傅里叶变换，以获取以下信号的幅值和相角：所述第一预设采样点处的相线电流信号、总泄漏电流信号、所述第二预设采样点处的总泄漏电流信号以及A相、B相和C相的电流信号；
第一处理模块703用于根据所述第一预设采样点处的相线电流信号、总泄漏电流信号的幅值和相角以及电流整定值，判断是否满足单相分支保护判据；
第二处理模块704用于根据所述第二预设采样点的总泄漏电流信号、A相、B相、C相的电流信号的幅值和相角以及电流整定值，判断是否满足三相主干线保护判据。
具体地，在三相电路中，在单相分支上选取第一预设采样点和在三相主干线上选取第二预设采样点，获取模块701获取单相分支上第一预设采样点处的相线电流信号、总泄漏电流信号、三相主干线上第二预设采样点处的总泄漏电流信号以及A相、B相和C相的电流信号；计算模块702对第一预设采样点处的相线电流信号、总泄漏电流信号和第二预设采样点处的总泄漏电流信号以及A相、B相和C相的电流信号进行傅里叶变换，以获取上述各信号的幅值和相角；第一处理模块703根据第一预设采样点处的相线电流信号、总泄漏电流信号的幅值和相角以及电流整定值，判断是否满足单相分支保护判据；第二处理模块704根据第二预设采样点的总泄漏电流信号、A相、B相和C相的电流信号的幅值和相角以及电流整定值，判断是否满足三相主干线保护判据。如果第一预设采样点处的相线电流信号、总泄漏电流信号的幅值和相角以及电流整定值，不满足单相分支保护判据；第二预设采样点的总泄漏电流信号、A相、B相和C相的电流信号的幅值和相角以及电流整定值，不满足三相主干线保护判据，获取模块701则继续采集第一预设采样点处的相线电流信号、总泄漏电流信号、第二预设采样点处的总泄漏电流信号以及A相、B相和C相的电流信号。
本实施例提供了一种低压配电线路断线故障识别装置，通过获取模块701获取单相分支上第一预设采样点处的相线电流信号、总泄漏电流信号、三相主干线上第二预设采样点处的总泄漏电流信号以及A相、B相和C相的电流信号；计算模块702对第一预设采样点处的相线电流信号、总泄漏电流信号和第二预设采样点处的总泄漏电流信号以及A相、B相和C相的电流信号进行傅里叶变换，以获取上述各信号的幅值和相角；第一处理模块703根据第一预设采样点处的相线电流信号、总泄漏电流信号的幅值和相角以及电流整定值，判断是否满足单相分支保护判据；第二处理模块704根据第二预设采样点的总泄漏电流信号、A相、B相和C相的电流信号的幅值和相角以及电流整定值，判断是否满足三相主干线保护判据。依照本发明的技术方案基于傅里叶变换的原理，实现了从总泄漏电流和相电流中提取基波分量并计算总泄漏电流和相电流幅值和相位，将220V单相分支保护判据与380V三相主干线保护判据相结合，可以对低压配电系统断线故障形成较为完善的故障检测与保护体系，能够准确地识别三相配电线主干线发生的故障和单相分支配电线发生的故障。
在本发明又一个实施例中，在上述实施例的基础上，所述装置还包括：保护模块，其中：
保护模块用于接收第一处理模块和/或第二处理模块发送的操作信号，切断故障线路。
其中，保护装置为在A相、B相、C相线路中安装的断路器。
具体地，若第一预设采样点的相线电流信号、总泄漏电流信号的幅值和相角满足单相分支保护判据；第二预设采样点的总泄漏电流信号以及A相、B相和C相的电流信号的幅值和相角满足三相主干线保护判据；第一预设采样点的相线电流信号、总泄漏电流信号、第二预设采样点的总泄漏电流信号以及A相、B相和C相的电流信号的幅值和相角同时满足单相分支保护判据和三相主干线保护判据，保护装置开始切断故障线路。
本实施例提供了一种低压配电线路断线故障识别装置，通过设置保护模块用来切断故障线路，提高用户用电过程中的安全性。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种低压配电线路断线故障识别方法，其特征在于，包括：
获取单相分支上第一预设采样点处的相线电流信号、总泄漏电流信号和/或三相主干线上第二预设采样点处的总泄漏电流信号以及A相、B相和C相的电流信号；
对所述第一预设采样点处的相线电流信号、总泄漏电流信号和所述第二预设采样点处的总泄漏电流信号以及A相、B相和C相的电流信号进行傅里叶变换，以获取以下信号的幅值和相角：所述第一预设采样点处的相线电流信号、总泄漏电流信号、所述第二预设采样点处的总泄漏电流信号以及A相、B相和C相的电流信号；
根据所述第一预设采样点处的相线电流信号、总泄漏电流信号的幅值和相角以及电流整定值，判断是否满足单相分支保护判据；
根据所述第二预设采样点的总泄漏电流信号、A相、B相、C相的电流信号的幅值和相角以及电流整定值，判断是否满足三相主干线保护判据。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对于单相分支，在所述第一预设采样点处的中性线和相线上安装零序电流互感器，用于获取总泄漏电流信号；在所述第一预设采样点处的相线上安装电流互感器，用于获取相线电流信号；
对于三相主干线，在所述第二预设采样点处的中性线和A相、B相、C相三根相线上安装零序电流互感器，用于获取总泄漏电流信号；在所述第二预设采样点处的A相、B相、C相三根相线上分别安装电流互感器，用于获取A相、B相、C相的电流信号。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
将获取的所述第一预设采样点处的相线电流信号、总泄漏电流信号和所述第二预设采样点处的总泄漏电流信号以及A相、B相和C相的电流信号取前一个信号周期的数据窗口进行傅里叶变换以获取以下信号的幅值和相角：所述第一预设采样点处的相线电流信号、总泄漏电流信号、所述第二预设采样点处的总泄漏电流信号以及A相、B相和C相的电流信号。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述单相分支保护判据包括：
若判断获知所述第一预设采样点处的总泄漏电流的幅值小于或等于电流整定值，并且相线电流的幅值等于零，则认定线路发生单相断线故障；
若判断获知所述第一预设采样点处的总泄漏电流的幅值大于电流整定值，并且相线电流的幅值等于零，则认定线路发生单相断线加负载侧接地故障；
若判断获知所述第一预设采样点处的总泄漏电流的幅值大于电流整定值，并且相线电流的幅值不等于零，则认定线路发生单相断线加电源侧接地故障。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述三相主干线保护判据包括：
若判断获知所述第二预设采样点处的总泄漏电流的幅值小于或等于电流整定值，并且A相、B相、C相电流的幅值均等于零，则认定线路发生A相、B相、C相三相断线故障；
若判断获知所述第二预设采样点处的总泄漏电流的幅值小于或等于电流整定值，并且A相、B相、C相电流的幅值中有一个不等于零，则根据A相、B相和C相电流的幅值和相位，获得正序电流、负序电流和零序电流，当负序电流超过电流整定值且正序电流变化量小于零时，若A相、B相和C相电流的幅值中有一相电流幅值等于零，则认定电流幅值等于零的相线发生断线故障；若A相、B相和C相电流的幅值中有两相电流幅值等于零，则认定电流幅值等于零的两条相线发生断线故障。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述三相主干线保护判据还包括：
若判断获知所述第二预设采样点处的总泄漏电流的幅值大于电流整定值，并且所述正序电流变化量小于零，若A相、B相和C相电流的幅值中有一相电流幅值等于零，则认定电流幅值等于零的相线发生断线加负载侧接地故障；
若A相、B相和C相电流的幅值中有两相电流幅值等于零，则认定电流幅值等于零的两条相线发生断线加负载侧接地故障；
若A相、B相和C相电流的幅值中三相电流幅值都不等于零，并且负序电流、零序电流的有效值相等，则认定发生两相断线加电源侧接地故障，其中，发生故障线路为相电流幅值变化最大的两相；
若A相、B相和C相电流的幅值中三相电流幅值都不等于零，并且负序电流、零序电流的有效值不相等，则认定发生单相断线加电源侧接地故障，其中，发生故障线路为相电流幅值变化最大的一相。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述三相主干线保护判据还包括：
若判断获知所述第二预设采样点处的总泄漏电流的幅值小于或等于电流整定值，并且A相、B相和C相电流的幅值中有一个不等于零，则根据A相、B相、C相电流的幅值和相位，获得的零序电流，若零序电流为零，则认定线路发生了中性线断线故障。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
若判断获知以下信号的幅值和相角：所述第一预设采样点处的相线电流信号、总泄漏电流信号、所述第二预设采样点处的总泄漏电流信号以及A相、B相和C相的电流信号，满足所述单相分支保护判据和/或所述三相主干线保护判据，保护装置开始切断故障线路。
9.一种低压配电线路断线故障识别装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取单相分支上第一预设采样点处的相线电流信号、总泄漏电流信号和/或三相主干线上第二预设采样点处的总泄漏电流信号以及A相、B相和C相的电流信号；
计算模块，用于对所述第一预设采样点处的相线电流信号、总泄漏电流信号和所述第二预设采样点处的总泄漏电流信号以及A相、B相和C相的电流信号进行傅里叶变换，以获取以下信号的幅值和相角：所述第一预设采样点处的相线电流信号、总泄漏电流信号、所述第二预设采样点处的总泄漏电流信号以及A相、B相和C相的电流信号；
第一处理模块，用于根据所述第一预设采样点处的相线电流信号、总泄漏电流信号的幅值和相角以及电流整定值，判断是否满足单相分支保护判据；
第二处理模块，用于根据所述第二预设采样点的总泄漏电流信号、A相、B相、C相的电流信号的幅值和相角以及电流整定值，判断是否满足三相主干线保护判据。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
保护模块，用于接收第一处理模块和/或第二处理模块发送的操作信号，切断故障线路。
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