CN109270408A - 配电网单相接地故障动态处理方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种配电网配电网单相接地故障动态处理方法及系统，其中，该方法包括：获取配电网中故障线路的故障点的故障参数；判断所述故障点的故障参数是否处于预定参数范围内；当所述故障点的故障参数处于所述预定参数范围内时，确定所述故障线路的故障类型为瞬时性单相接地故障；当所述故障点的故障参数未处于所述预定参数范围内时，确定所述故障线路的故障类型为永久性单相接地故障；根据确定后的所述故障线路的故障类型，为所述配电网的中性点选择对应的接地方式，以对所述配电网的故障进行处理。通过本发明的技术方案，可动态切换中性点的接地方式，充分利用了消弧线圈接地方式和小电阻接地方式的优势。

Description

配电网单相接地故障动态处理方法及系统

【技术领域】

本发明涉及电力技术领域，尤其涉及一种配电网单相接地故障动态处理方法及系统和计算机可读存储介质。

【背景技术】

目前的电力系统中，中性点的接地方式直接关系到供电可靠性、线路和设备的绝缘水平、单相短路电流对设备的损伤程度、继电保护装置的功能以及对通信系统、人身安全的影响。

一般来说，35kV及以下电压等级的配电网络对中性点主要采用消弧线圈接地方式，城市供电网络可采用小电阻接地方式。其中，消弧线圈接地方式能够对故障点的电容电流进行补偿，使故障点绝缘恢复，电网恢复正常，然而，这种接地方式只能带单相接地故障运行一段时间，对于永久性单相接地故障，无法彻底实现故障消除。而小电阻接地方式则可将故障电路直接切除，能够消灭永久性单相接地故障，然而，小电阻接地方式下线路跳闸率高，供电可靠性差。

因此，如何使中性点的接地方式能够适应配电网的实际应用需求，成为目前亟待解决的技术问题。

【发明内容】

本发明实施例提供了一种基于大数据的动态接地方法及系统和计算机可读存储介质，旨在解决相关技术中的中性点接地方式均无法满足配电网实际应用需求的技术问题，使配电网能够依据大数据训练来选择消弧线圈接地方式或小电阻接地方式，提升了故障处理的有效性。

第一方面，本发明实施例提供了一种配电网单相接地故障动态处理方法，包括：获取配电网中故障线路的故障点的故障参数；判断所述故障点的故障参数是否处于预定参数范围内；当所述故障点的故障参数处于所述预定参数范围内时，确定所述故障线路的故障类型为瞬时性单相接地故障；当所述故障点的故障参数未处于所述预定参数范围内时，确定所述故障线路的故障类型为永久性单相接地故障；根据确定后的所述故障线路的故障类型，为所述配电网的中性点选择对应的接地方式，以对所述配电网的故障进行处理。

在本发明上述实施例中，可选地，在所述获取配电网中故障线路的故障点的故障参数的步骤之前，还包括：检测所述配电网的每条馈线上的零序电流互感器的输出状态；将输出零序电流的零序电流互感器所在的馈线确定为所述故障线路。

在本发明上述实施例中，可选地，在所述获取配电网中故障线路的故障点的故障参数的步骤之前，还包括：根据参数范围设置信息，为所述每条馈线设置对应的所述预定参数范围；所述判断所述故障点的故障参数是否处于预定参数范围内的步骤，具体包括：判断所述故障点的故障参数是否处于所述故障点所在的所述故障线路对应的所述预定参数范围内。

在本发明上述实施例中，可选地，所述故障点的故障参数包括：所述故障点的电流、所述故障点的电压、所述故障点的电流持续时间和所述故障点的电压持续时间。

在本发明上述实施例中，可选地，所述根据确定后的所述故障线路的故障类型，为所述配电网的中性点选择对应的接地方式的步骤，具体包括：在所述故障线路的故障类型为所述瞬时性单相接地故障的情况下，为所述配电网的中性点选择消弧线圈接地方式；在所述故障线路的故障类型为所述永久性单相接地故障的情况下，为所述配电网的中性点选择小电阻接地方式。

第二方面，本发明实施例提供了一种配电网单相接地故障动态处理系统，包括：故障参数获取单元，用于获取配电网中故障线路的故障点的故障参数；参数范围判断单元，用于判断所述故障点的故障参数是否处于预定参数范围内；故障类型确定单元，用于当所述故障点的故障参数处于所述预定参数范围内时，确定所述故障线路的故障类型为瞬时性单相接地故障；或用于当所述故障点的故障参数未处于所述预定参数范围内时，确定所述故障线路的故障类型为永久性单相接地故障；接地故障处理单元，用于根据确定后的所述故障线路的故障类型，为所述配电网的中性点选择对应的接地方式，以对所述配电网的故障进行处理。

在本发明上述实施例中，可选地，还包括：输出状态检测单元，用于在所述故障参数获取单元获取所述故障点的故障参数的步骤之前，检测所述配电网的每条馈线上的零序电流互感器的输出状态；故障线路确定单元，用于将输出零序电流的零序电流互感器所在的馈线确定为所述故障线路。

在本发明上述实施例中，可选地，还包括：参数范围设置单元，用于在所述故障参数获取单元获取所述故障点的故障参数的步骤之前，根据参数范围设置信息，为所述每条馈线设置对应的所述预定参数范围；所述参数范围判断单元用于：判断所述故障点的故障参数是否处于所述故障点所在的所述故障线路对应的所述预定参数范围内。

在本发明上述实施例中，可选地，所述故障点的故障参数包括：所述故障点的电流、所述故障点的电压、所述故障点的电流持续时间和所述故障点的电压持续时间。

在本发明上述实施例中，可选地，所述接地故障处理单元用于：在所述故障线路的故障类型为所述瞬时性单相接地故障的情况下，为所述配电网的中性点选择消弧线圈接地方式；在所述故障线路的故障类型为所述永久性单相接地故障的情况下，为所述配电网的中性点选择小电阻接地方式。

第三方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于执行上述第一方面中任一项所述的方法流程。

通过以上技术方案，针对相关技术中的性点接地方式均无法满足配电网实际应用需求的技术问题，可使配电网能够依据大数据训练选择消弧线圈接地方式或小电阻接地方式。

具体来说，可通过实时监测等方式获取配电网中故障线路的故障点的故障参数，该故障参数包括但不限于所述故障点的电流、所述故障点的电压、所述故障点的电流持续时间和所述故障点的电压持续时间，由于不同故障类型对应的故障参数的范围不同，因此，可根据故障参数的数值来确定当时的故障线路发生的是哪种类型的故障。

故障类型包括瞬时性单相接地故障和永久性单相接地故障，因此，可判断所述故障点的故障参数是否处于瞬时性单相接地故障对应的预定参数范围内，当判断结果为是时，则确定所述故障线路的故障类型为瞬时性单相接地故障，否则，确定所述故障线路的故障类型为永久性单相接地故障。当然，在此步骤中，也可依据永久性单相接地故障对应的预定参数范围，即判断当前的故障点的故障参数是否属于永久性单相接地故障对应的预定参数范围。

每种故障类型对应有自身的处理方式。其中，瞬时性单相接地故障可由中性点的消弧线圈接地方式进行处理，经消弧线圈补偿后的故障点残流小于电网熄弧临界值，可促使电弧熄灭，使故障恢复使供电，为故障修复提供反应时间。一般地，经消弧线圈接地方式处理后，配电网可带单相接地故障运行2小时。而永久性单相接地故障则可由小电阻接地方式进行处理，当单相接地故障发生时，应用小电阻接地方式，可通过零序保护把故障线路切除。

通过以上技术方案，可根据故障点的故障参数所属范围确定其故障类型，从而动态切换中性点的接地方式，使该接地方式能够适用于解决实际的故障，由此充分利用了消弧线圈接地方式和小电阻接地方式的优势，使得当配电网发生瞬时性单相接地故障时，能够快速熄弧，使故障点绝缘快速恢复，并降低配电网雷击建弧率和跳闸率，大幅度提高配电网供电可靠性，也使得当配电网发生永久性单相接地故障时，能准确选出并切除故障电路，避免了故障时对配电网相关设备的损坏，降低了运营成本，提高了经济运行效率。

【附图说明】

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明的一个实施例的配电网单相接地故障动态处理方法的流程图；

图2为本发明的另一个实施例的配电网单相接地故障动态处理方法的流程图；

图3为本发明的一个实施例的配电网单相接地故障动态处理系统的框图；

图4为本发明的一个实施例的配电系统的框图。

【具体实施方式】

为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

图1示出了本发明的一个实施例的配电网单相接地故障动态处理方法的流程图。

如图1所示，本发明的一个实施例的配电网单相接地故障动态处理方法的流程包括：

步骤102，获取配电网中故障线路的故障点的故障参数。

步骤104，判断所述故障点的故障参数是否处于预定参数范围内，当判断结果为是时，进入步骤106，当判断结果为否时，进入步骤108。

可通过实时监测等方式获取配电网中故障线路的故障点的故障参数，该故障参数包括但不限于所述故障点的电流、所述故障点的电压、所述故障点的电流持续时间和所述故障点的电压持续时间，由于不同故障类型对应的故障参数的范围不同，因此，可根据故障参数的数值来确定当时的故障线路发生的是哪种类型的故障。

步骤106，当所述故障点的故障参数处于所述预定参数范围内时，确定所述故障线路的故障类型为瞬时性单相接地故障。

步骤108，当所述故障点的故障参数未处于所述预定参数范围内时，确定所述故障线路的故障类型为永久性单相接地故障。

故障类型包括瞬时性单相接地故障和永久性单相接地故障，因此，可判断所述故障点的故障参数是否处于瞬时性单相接地故障对应的预定参数范围内，当判断结果为是时，则确定所述故障线路的故障类型为瞬时性单相接地故障，否则，确定所述故障线路的故障类型为永久性单相接地故障。当然，在此步骤中，也可依据永久性单相接地故障对应的预定参数范围，即判断当前的故障点的故障参数是否属于永久性单相接地故障对应的预定参数范围。

步骤110，根据确定后的所述故障线路的故障类型，为所述配电网的中性点选择对应的接地方式，以对所述配电网的故障进行处理。

每种故障类型对应有自身的处理方式。其中，瞬时性单相接地故障可由中性点的消弧线圈接地方式进行处理，经消弧线圈补偿后的故障点残流小于电网熄弧临界值，可促使电弧熄灭，使故障恢复使供电，为故障修复提供反应时间。一般地，经消弧线圈接地方式处理后，配电网可带单相接地故障运行2小时。而永久性单相接地故障则可由小电阻接地方式进行处理，当单相接地故障发生时，应用小电阻接地方式，可通过零序保护把故障线路切除。

通过以上技术方案，可根据故障点的故障参数所属范围确定其故障类型，从而动态切换中性点的接地方式，使该接地方式能够适用于解决实际的故障，由此充分利用了消弧线圈接地方式和小电阻接地方式的优势，使得当配电网发生瞬时性单相接地故障时，能够快速熄弧，使故障点绝缘快速恢复，并降低配电网雷击建弧率和跳闸率，大幅度提高配电网供电可靠性，也使得当配电网发生永久性单相接地故障时，能准确选出并切除故障电路，避免了故障时对配电网相关设备的损坏，降低了运营成本，提高了经济运行效率。

图2示出了本发明的另一个实施例的配电网单相接地故障动态处理方法的流程图。

如图2所示，本发明的另一个实施例的配电网单相接地故障动态处理方法的流程包括：

步骤202，根据参数范围设置信息，为配电网的每条馈线设置对应的预定参数范围。

由于不同的馈线在配电网中的位置不同，其作用也不相同，为此，每条馈线的工作参数都具有自身的正常工作范围，因此，其发生故障时，每条馈线中故障点的工作参数就会在正常工作范围之外，也就是说，配电网的每条馈线都设有故障状态下的工作参数的预定参数范围。其中，参数范围设置信息可以来自人工输入，也可由配电系统根据历史故障数据自动评估和设置。

步骤204，检测所述配电网的每条馈线上的零序电流互感器的输出状态。

步骤206，将输出零序电流的零序电流互感器所在的馈线确定为故障线路。

零序电流互感器主要用于当电路中发生触电或漏电故障时，其自身二次侧输出零序电流，使所接二次线路上的设备发生保护动作，也就是说，零序电流互感器的输出状态是输出零序电流时，可触发对中性点的接地方式的动态选择，即在配电网发生故障的情况下触发配电网的快速修复工作，提升了配电网故障发现的效率。

步骤208，获取配电网中故障线路的故障点的故障参数。

步骤210，判断所述故障点的故障参数是否处于预定参数范围内，当判断结果为是时，进入步骤212，当判断结果为否时，进入步骤214。

步骤212，当所述故障点的故障参数处于所述预定参数范围内时，确定所述故障线路的故障类型为瞬时性单相接地故障。

步骤214，当所述故障点的故障参数未处于所述预定参数范围内时，确定所述故障线路的故障类型为永久性单相接地故障。

步骤216，在所述故障线路的故障类型为所述瞬时性单相接地故障的情况下，为所述配电网的中性点选择消弧线圈接地方式。

步骤218，在所述故障线路的故障类型为所述永久性单相接地故障的情况下，为所述配电网的中性点选择小电阻接地方式。

在相关技术中，采用消弧线圈接地方式的配电网，只能消除瞬时性单相接地故障，而无法消除永久性单相接地故障，如绝缘子、电缆头击穿，绝缘导线雷击断线并落地，当有人接触时会发生人身安全事故。而采用小电阻接地方式的配电网在当单相接地故障发生时，通过零序保护把故障线路切除，但正是由于切除了部分电路，其供电可靠性降低，造成跳闸率升高，并且，小电阻接地方式由于是把故障点的电流进行了增大，如果故障发生在开关柜和电缆分支箱，增大的故障电流会扩大事故，引起火灾，产生安全事故。在架空绝缘导线断线接地时，由于在导线接地点没有接地装置，若绝缘导线的裸露长度小，故障点土壤电阻率高或导线与大地接触不可靠，则导线与大地间的接地阻抗就较高，此时流过故障点的阻性电流小，而使零序保护失灵而存在安全风险。

因此，对于步骤218，遇到瞬时性单相接地故障，就为所述配电网的中性点选择消弧线圈接地方式，遇到永久性单相接地故障，就为所述配电网的中性点选择小电阻接地方式，也就是或，可动态切换中性点的接地方式，充分利用了消弧线圈接地方式和小电阻接地方式的优势，使得当配电网发生瞬时性单相接地故障时，能够快速熄弧，使故障点绝缘快速恢复，并降低配电网雷击建弧率和跳闸率，大幅度提高配电网供电可靠性，也使得当配电网发生永久性单相接地故障时，能准确选出并切除故障电路，避免了故障时对配电网相关设备的损坏，降低了运营成本，提高了经济运行效率。

图3示出了本发明的一个实施例的配电网单相接地故障动态处理系统的框图。

如图3所示，本发明的一个实施例的配电网单相接地故障动态处理系统300包括：故障参数获取单元302，用于获取配电网中故障线路的故障点的故障参数；参数范围判断单元304，用于判断所述故障点的故障参数是否处于预定参数范围内；故障类型确定单元306，用于当所述故障点的故障参数处于所述预定参数范围内时，确定所述故障线路的故障类型为瞬时性单相接地故障；或用于当所述故障点的故障参数未处于所述预定参数范围内时，确定所述故障线路的故障类型为永久性单相接地故障；接地故障处理单元308，用于根据确定后的所述故障线路的故障类型，为所述配电网的中性点选择对应的接地方式，以对所述配电网的故障进行处理。

该配电网单相接地故障动态处理系统300使用图1和图2示出的实施例中任一项所述的方案，因此，具有上述所有技术效果，在此不再赘述。配电网单相接地故障动态处理系统300还具有以下技术特征：

在本发明上述实施例中，可选地，还包括：输出状态检测单元，用于在所述故障参数获取单元302获取所述故障点的故障参数的步骤之前，检测所述配电网的每条馈线上的零序电流互感器的输出状态；故障线路确定单元，用于将输出零序电流的零序电流互感器所在的馈线确定为所述故障线路。

在本发明上述实施例中，可选地，还包括：参数范围设置单元，用于在所述故障参数获取单元302获取所述故障点的故障参数的步骤之前，根据参数范围设置信息，为所述每条馈线设置对应的所述预定参数范围；所述参数范围判断单元用于：判断所述故障点的故障参数是否处于所述故障点所在的所述故障线路对应的所述预定参数范围内。

在本发明上述实施例中，可选地，所述故障点的故障参数包括：所述故障点的电流、所述故障点的电压、所述故障点的电流持续时间和所述故障点的电压持续时间。

在本发明上述实施例中，可选地，所述接地故障处理单元308用于：在所述故障线路的故障类型为所述瞬时性单相接地故障的情况下，为所述配电网的中性点选择消弧线圈接地方式；在所述故障线路的故障类型为所述永久性单相接地故障的情况下，为所述配电网的中性点选择小电阻接地方式。

图4示出了本发明的一个实施例的配电系统的框图。

如图4所示，本发明的一个实施例的配电系统400，包括至少一个存储器402；以及，与所述至少一个存储器402通信连接的处理器404；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器404执行的指令，所述指令被设置为用于执行上述图1和图2实施例中任一项所述的方案。因此，该配电系统400具有和图1和图2实施例中任一项相同的技术效果，在此不再赘述。

另外，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于执行上述图1和图2实施例中任一项所述的方法流程。

以上结合附图详细说明了本发明的技术方案，通过本发明的技术方案，可根据故障点的故障参数所属范围确定其故障类型，从而动态切换中性点的接地方式，使该接地方式能够适用于解决实际的故障，由此充分利用了消弧线圈接地方式和小电阻接地方式的优势，使得当配电网发生瞬时性单相接地故障时，能够快速熄弧，使故障点绝缘快速恢复，并降低配电网雷击建弧率和跳闸率，大幅度提高配电网供电可靠性，也使得当配电网发生永久性单相接地故障时，能准确选出并切除故障电路，避免了故障时对配电网相关设备的损坏，降低了运营成本，提高了经济运行效率。

取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机装置(可以是个人计算机，服务器，或者网络装置等)或处理器(Processor)执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

Claims (9)

1.配电网单相接地故障动态处理方法，其特征在于，包括：

获取配电网中故障线路的故障点的故障参数；

判断所述故障点的故障参数是否处于预定参数范围内；

当所述故障点的故障参数处于所述预定参数范围内时，确定所述故障线路的故障类型为瞬时性单相接地故障；

当所述故障点的故障参数未处于所述预定参数范围内时，确定所述故障线路的故障类型为永久性单相接地故障；

根据确定后的所述故障线路的故障类型，为所述配电网的中性点选择对应的接地方式，以对所述配电网的故障进行处理。

2.根据权利要求1所述的配电网单相接地故障动态处理方法，其特征在于，在所述获取配电网中故障线路的故障点的故障参数的步骤之前，还包括：

检测所述配电网的每条馈线上的零序电流互感器的输出状态；

将输出零序电流的零序电流互感器所在的馈线确定为所述故障线路。

3.根据权利要求2所述的配电网单相接地故障动态处理方法，其特征在于，在所述获取配电网中故障线路的故障点的故障参数的步骤之前，还包括：

根据参数范围设置信息，为所述每条馈线设置对应的所述预定参数范围；

所述判断所述故障点的故障参数是否处于预定参数范围内的步骤，具体包括：

判断所述故障点的故障参数是否处于所述故障点所在的所述故障线路对应的所述预定参数范围内。

4.根据权利要求1所述的配电网单相接地故障动态处理方法，其特征在于，

所述故障点的故障参数包括：所述故障点的电流、所述故障点的电压、所述故障点的电流持续时间和所述故障点的电压持续时间。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的配电网单相接地故障动态处理方法，其特征在于，所述根据确定后的所述故障线路的故障类型，为所述配电网的中性点选择对应的接地方式的步骤，具体包括：

在所述故障线路的故障类型为所述瞬时性单相接地故障的情况下，为所述配电网的中性点选择消弧线圈接地方式；

在所述故障线路的故障类型为所述永久性单相接地故障的情况下，为所述配电网的中性点选择小电阻接地方式。

6.一种配电网单相接地故障动态处理系统，其特征在于，包括：

故障参数获取单元，用于获取配电网中故障线路的故障点的故障参数；

参数范围判断单元，用于判断所述故障点的故障参数是否处于预定参数范围内；

故障类型确定单元，用于当所述故障点的故障参数处于所述预定参数范围内时，确定所述故障线路的故障类型为瞬时性单相接地故障；或用于当所述故障点的故障参数未处于所述预定参数范围内时，确定所述故障线路的故障类型为永久性单相接地故障；

接地故障处理单元，用于根据确定后的所述故障线路的故障类型，为所述配电网的中性点选择对应的接地方式，以对所述配电网的故障进行处理。

7.根据权利要求6所述的配电网单相接地故障动态处理系统，其特征在于，还包括：

输出状态检测单元，用于在所述故障参数获取单元获取所述故障点的故障参数的步骤之前，检测所述配电网的每条馈线上的零序电流互感器的输出状态；

故障线路确定单元，用于将输出零序电流的零序电流互感器所在的馈线确定为所述故障线路。

8.根据权利要求7所述的配电网单相接地故障动态处理系统，其特征在于，还包括：

参数范围设置单元，用于在所述故障参数获取单元获取所述故障点的故障参数的步骤之前，根据参数范围设置信息，为所述每条馈线设置对应的所述预定参数范围；

所述参数范围判断单元用于：

判断所述故障点的故障参数是否处于所述故障点所在的所述故障线路对应的所述预定参数范围内。

9.根据权利要求6所述的配电网单相接地故障动态处理系统，其特征在于，

所述故障点的故障参数包括：所述故障点的电流、所述故障点的电压、所述故障点的电流持续时间和所述故障点的电压持续时间。