CN107589347A - 基于暂态零序电流的单相接地故障判别方法 - Google Patents

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代辉
李御空
刘永强
温海康
李文超
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Abstract

本发明公开了本发明基于暂态零序电流的单相接地故障判别方法，包括以下步骤：A、各配电终端检测配电网零序电压值，判断是否发生了单相接地故障，若发生故障则进入步骤B，否则循环步骤A；B、当发生接地故障时，配电终端先对零序电压求导，再比较暂态零序电流和零序电压导数的极性，对单相接地故障线路进行鉴别；C、两者极性相反的选定为故障线路，配电终端向其上一级线路配电终端发送带有等级信息的接地故障闭锁信号；D、根据所述步骤C中选择的线路上各个检测点的暂态零序电流幅值的变化情况进行小电流接地故障定位。

Description

基于暂态零序电流的单相接地故障判别方法
技术领域
本发明涉及一种故障定位方法，具体涉及基于暂态零序电流的单相接地故障判别方法。
背景技术
馈线终端设备(简称FTU)，具有遥控、遥信，故障检测功能，并与配电自动化主站通信，提供配电系统运行情况和各种参数即监测控制所需信息，包括开关状态、电能参数、相间故障、接地故障以及故障时的参数,并执行配电主站下发的命令，对配电设备进行调节和控制，实现故障定位、故障隔离和非故障区域快速恢复供电等功能。FTU是安装在配电室或馈线上的智能终端设备。它可以与远方的配电子站通信，将配电设备的运行数据发送到配电子站，还可以接受配电子站的控制命令，对配电设备进行控制和调节。FTU与RTU有以下区别：FTU体积小、数量多，可安置在户外馈线上，设有变送器，直接交流采样，抗高温，耐严寒，适应户外恶劣的环境；而RTU安装在户内，对环境要求高；FTU采集的数据量小，通信速率要求较低，可靠性要求较高；而RTU采集的数据量大，通信速率较高，可靠性要求高，有专用通道。
国内的配电网络系统，无论是中性点不接地系统、或是中性点经小电阻接地、或是经消弧线圈接地系统，当配电网络发生单相接地时，在故障线路上会产生接地漏电电流，在健全馈线上会产生接地电容电流，而且对地容性电流的大小与电缆长度有关，电缆越长，容性电流越大，这就导致接地保护零序电流定值设定困难。目前常规的接地故障检测一般采用外加信号法和故障信号法，故障信号法又分为故障稳态信号法和故障暂态信号法。
由此可见，及时找到单相接地故障的位置，并及时处理，对提高供电可靠性、保证配电设备运行安全具有十分重要的意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是当系统发生小电流单相接地故障时，故障电流很小，故障信号微弱，造成故障检测、选线、定位都很困难，目的在于提供基于暂态零序电流的单相接地故障判别方法，解决当系统发生小电流单相接地故障时，故障电流很小，故障信号微弱，造成故障检测、选线、定位都很困难的问题。
本发明通过下述技术方案实现：
基于暂态零序电流的单相接地故障判别方法，包括以下步骤：
A、各配电终端检测配电网零序电压值，判断是否发生了单相接地故障，若发生故障则进入步骤B，否则循环步骤A；
B、当发生接地故障时，配电终端先对零序电压求导，再比较暂态零序电流和零序电压导数的极性，对单相接地故障线路进行鉴别；
C、两者极性相反的选定为故障线路，配电终端向其上一级线路配电终端发送带有等级信息的接地故障闭锁信号；
D、根据所述步骤C中选择的线路上各个检测点的暂态零序电流幅值的变化情况进行小电流接地故障定位。
所述步骤B中鉴别单相接地故障电流在配电网中的流经方向的方法为：当配电网发生单向接地时，配电终端先对零序电压求导，再比较暂态零序电流和零序电压导数的极性；如果上述两种极性相同，就标记为正，并判定该线路为健全馈线或故障所在馈线的故障下游线路；如果上述两种极性相反，就标记为负，并判定该线路为故障所在馈线的故障上游线路。
所述步骤D中计算线路上各个检测点的暂态零序电流幅值If的方法是：
其中，If为暂态零序电流的幅值；i0为检测点i在T0内的暂态零序电流值。
所述步骤D具体为：选择的线路上在暂态零序电流幅值出现突变的检测点发生跃变，计算发生在该检测点左右两侧跃边区段上检测点的暂态零序电流的幅值；当发生跃变区段右侧的检测点的暂态零序电流幅值I右为左侧的检测点的暂态零序电流幅值I左的60％以下时，即I右＜0.6I左，则该线路为故障线路，跃变点就是故障点。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本发明基于暂态零序电流的单相接地故障判别方法，不受中性点接地方式、网络架构、故障发生时刻、电弧间隙程度等因素影响，准确分析出单相接地电流在配电网中的流经方向；
2、本发明基于暂态零序电流的单相接地故障判别方法，只利用暂态零序电流信号，适用范围广，方法简单且易实现。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1
本发明基于暂态零序电流的单相接地故障判别方法，包括以下步骤：
A、各配电终端检测配电网零序电压值，判断是否发生了单相接地故障，若发生故障则进入步骤B，否则循环步骤A；
B、当发生接地故障时，配电终端先对零序电压求导，再比较暂态零序电流和零序电压导数的极性，对单相接地故障线路进行鉴别；
C、两者极性相反的选定为故障线路，配电终端向其上一级线路配电终端发送带有等级信息的接地故障闭锁信号；
D、根据所述步骤C中选择的线路上各个检测点的暂态零序电流幅值的变化情况进行小电流接地故障定位。
所述步骤B中鉴别单相接地故障电流在配电网中的流经方向的方法为：当配电网发生单向接地时，配电终端先对零序电压求导，再比较暂态零序电流和零序电压导数的极性；如果上述两种极性相同，就标记为正，并判定该线路为健全馈线或故障所在馈线的故障下游线路；如果上述两种极性相反，就标记为负，并判定该线路为故障所在馈线的故障上游线路。
所述步骤D中计算线路上各个检测点的暂态零序电流幅值If的方法是：
其中，If为暂态零序电流的幅值；i0为检测点i在T0内的暂态零序电流值。
所述步骤D具体为：选择的线路上在暂态零序电流幅值出现突变的检测点发生跃变，计算发生在该检测点左右两侧跃边区段上检测点的暂态零序电流的幅值；当发生跃变区段右侧的检测点的暂态零序电流幅值I右为左侧的检测点的暂态零序电流幅值I左的60％以下时，即I右＜0.6I左，则该线路为故障线路，跃变点就是故障点。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.基于暂态零序电流的单相接地故障判别方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、各配电终端检测配电网零序电压值，判断是否发生了单相接地故障，若发生故障则进入步骤B，否则循环步骤A；
B、当发生接地故障时，配电终端先对零序电压求导，再比较暂态零序电流和零序电压导数的极性，对单相接地故障线路进行鉴别；
C、两者极性相反的选定为故障线路，配电终端向其上一级线路配电终端发送带有等级信息的接地故障闭锁信号；
D、根据所述步骤C中选择的线路上各个检测点的暂态零序电流幅值的变化情况进行小电流接地故障定位。
2.根据权利要求1所述的基于暂态零序电流的单相接地故障判别方法，其特征在于，所述步骤B中鉴别单相接地故障电流在配电网中的流经方向的方法为：当配电网发生单向接地时，配电终端先对零序电压求导，再比较暂态零序电流和零序电压导数的极性；如果上述两种极性相同，就标记为正，并判定该线路为健全馈线或故障所在馈线的故障下游线路；如果上述两种极性相反，就标记为负，并判定该线路为故障所在馈线的故障上游线路。
3.根据权利要求1所述的基于暂态零序电流的单相接地故障判别方法，其特征在于，所述步骤D中计算线路上各个检测点的暂态零序电流幅值If的方法是：
<mrow> <msub> <mi>I</mi> <mi>f</mi> </msub> <mo>=</mo> <msqrt> <mrow> <mfrac> <mn>1</mn> <msub> <mi>T</mi> <mn>0</mn> </msub> </mfrac> <msubsup> <mo>&amp;Integral;</mo> <mn>0</mn> <msub> <mi>T</mi> <mn>0</mn> </msub> </msubsup> <msup> <msub> <mi>i</mi> <mn>0</mn> </msub> <mn>2</mn> </msup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mi>d</mi> <mi>t</mi> </mrow> </msqrt> </mrow>
其中，If为暂态零序电流的幅值；i0为检测点i在T0内的暂态零序电流值。
4.根据权利要求1所述的基于暂态零序电流的单相接地故障判别方法，其特征在于，所述步骤D具体为：选择的线路上在暂态零序电流幅值出现突变的检测点发生跃变，计算发生在该检测点左右两侧跃边区段上检测点的暂态零序电流的幅值；当发生跃变区段右侧的检测点的暂态零序电流幅值I右为左侧的检测点的暂态零序电流幅值I左的60％以下时，即I右＜0.6I左，则该线路为故障线路，跃变点就是故障点。
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