CN109459660A - 一种配网单相断线故障选线方法 - Google Patents

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Abstract

本发明为一种配网单相断线故障选线方法，包括分析配网系统拓扑结构，采集线路出线处电压电流，计算线路正序电流突变量并与正序电流图变量阀值比较，计算线路正序电压突变量并与正序电压突变量阀值比较，计算线路阻抗并与线路阻抗阀值进行比较，得出故障路径线路，最终选处故障路径线路中层级最低的线路为发生故障的线路。本发明的优点是：能大量缩短故障巡线时间，从而为故障抢修和故障恢复带来便捷，减少线路停电时间，提高配网的供电可靠性。

Description

一种配网单相断线故障选线方法
技术领域
本发明涉及电力系统运行技术领域，尤其涉及一种配网单相断线故障选线方法。
背景技术
近年来，配电网系统接纳光伏站、风电、小水电等分布式电源的要求越来越低，偏远山区由于频遭雷击、接头老化或外力的破坏，发生单相断线故障的事故时有发生。由于地理环境的特殊性，巡线查找故障通常需要三至四个小时，从而引起小水电主动弃水、风电弃风、光伏弃光等事件，让分布式电源业主蒙受经济损失，另外，故障巡线时间过长又严重降低了配电网供电的可靠性。
针对单相断线故障选线的理论分析及故障判断方法较多，有根据树形配电线路特点，提出了将始端相量逐分支向后传递，故障点逐分支搜索，并利用双频法区别真伪故障点实现故障测距的方法，也有利用梯形模糊数模拟配变负荷变化范围，进行断线后非接地故障判别和确定故障区间。这些方法受运行方式的影响较大，可靠性较差。
发明内容
本发明主要解决了故障巡线时间长的问题，提供了一种能大量缩短故障巡线时间，为故障抢修和故障恢复带来便捷，减少线路停电时间的配网单相断线故障选线方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是,一种配网单相断线故障选线方法，包括以下步骤：
S1：分析配网系统拓扑结构，收集配网中每条线路的编号和线路在配对网中所处的层级；
S2：采集线路出线处的电压电流；
S3：计算线路的正序电流突变量ΔIi，若|ΔIi|>If.set，则进入下一步，若|ΔIi|≤If.set，则重复执行本步骤；
S4：计算线路的正序电压突变量ΔVi，若|ΔVi|<Vf.set，则进入下一步，若|ΔVi|≥Vf.set，则回退至步骤S3；
S5：根据公式计算故障阻抗Zfi，若|Zfi|<Zf.set，则该线路存在故障特征，若|Zfi|≥Zf.set，则回退至步骤S3；
S6：对照配网拓扑结构，找出故障路径线路；
S7：找出故障路径线路中最低层级的线路，该最低层级线路即为故障线路。
非故障线路的故障阻抗值远大于故障路径线路的故障阻抗值，故障时，故障阻抗所对应的是电源侧的等效阻抗，而非故障时其值所等效的是该负荷的阻抗，即电源侧的等效阻抗远小于负荷的等效阻抗，依次为依据，比较各线路阻抗值和电源侧阻抗值调整量的大小即可判断线路是否发生单相断线故障。
作为上述方案的一种优选方案，所述步骤S3中If.set为配网中大功率负载启动时造成的正序电流突变量幅值。避免大功率负载启动时产生的正序电流突变量影响单相断线故障选线结果。
作为上述方案的一种优选方案，所述步骤S4中Vf.set为线路中出现单相接地故障、相间短路和三相短路故障时产生的正序电压突变量幅值的最小值。避免单相接地故障、相间短路和三相短路故障时产生的正序电压突变量影响单相断线故障选线结果。
作为上述方案的一种优选方案，所述步骤S5中Zf.set＝Krel*Zs，其中Zs为系统等效阻抗，Krel值处于1.2至1.5之间。故障时，故障阻抗所对应的是电源侧的等效阻抗，将等效阻抗略微放大使其大于故障阻抗但仍远小于非故障线路的线路阻抗，便于筛选出单相断线故障线路。
作为上述方案的一种优选方案，所述层级随着线路与电源之间所隔的线路增多而降低。
本发明的优点是：能大量缩短故障巡线时间，从而为故障抢修和故障恢复带来便捷，减少线路停电时间，提高配网的供电可靠性。
附图说明
图1为本发明的一种流程示意图。
图2为仙渡线配网拓扑图。
图3为仙渡线线路信息表。
图4为平天岗茶场支线故障后各线路故障阻抗曲线图。
图5为联城周坑支线故障后各线路故障阻抗曲线图。
图6为周坑支线故障后各线路故障阻抗曲线图。
图7为仙渡56#主线故障后各线路故障阻抗曲线图。
图8为仙渡78#主线故障后各线路故障阻抗曲线图。
图9为滴水岩支线故障后各线路故障阻抗曲线图。
图10为芦村支线故障后各线路故障阻抗曲线图。
图11为吴里支线故障后各线路故障阻抗曲线图。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的说明。
实施例1：
本实施例一种配网单相断线故障选线方法，如图1所示，包括以下步骤：
S1：分析配网系统拓扑结构，收集配网中每条线路的代号和线路在配对网中所处的层级,，所述层级随着线路与电源之间所隔的线路增多而降低；
S2：采集线路出线处的电压电流；
S3：计算线路的正序电流突变量ΔIi，若|ΔIi|>If.set，则进入下一步，若|ΔIi|≤If.set，则重复执行本步骤，If.set为配网中大功率负载启动时造成的正序电流突变量幅值；
S4：计算线路的正序电压突变量ΔVi，若|ΔVi|<Vf.set，则进入下一步，若|ΔVi|≥Vf.set，则回退至步骤S3，Vf.set为线路中出现单相接地故障、相间短路和三相短路故障时产生的正序电压突变量幅值的最小值；
S5：根据公式计算故障阻抗Zfi，若|Zfi|<Zf.set，则该线路存在故障特征，若|Zfi|≥Zf.set，则回退至步骤S3，Zf.set＝Krel*Zs，其中Zs为系统等效阻抗，Krel值处于1.2至1.5之间；
S6：对照配网拓扑结构，找出故障路径线路，故障路径线路为所有存有故障特征的线路形成的一条从高层级到低层级的路径线路；
S7：找出故障路径线路中最低层级的线路，该最低层级线路即为故障线路。
仙渡线配网拓扑图，如图2所示，分析该图可知各线路代号及其所处的层级，基于分析结果建立仙渡线线路信息表，仙渡线线路信息表如图3所示，表中层级1为最高层级，层级3为最低层级。
现模拟平天岗茶场支线发生单相断线故障，利用现有的配网自动化系统采集各线路出线处的电压电流，根据采集到的电压电流计算线路的正序电流突变量ΔIi和正序电压突变量ΔVi，将计算得到的正序电流突变量ΔIi与设定的If.set进行比较，正序电压突变量ΔVi与Vf.set进行比较，发现周坑支线及平天岗茶场支线处的正序电流突变量和正序电压突变量符合步骤S3、S4要求进入到步骤S5。本实施例中计算了各条线路的线路阻抗值，如图4所示。在雅溪变变电站出线处测得的电源侧阻抗Zs为0.8欧姆，Krel取值为1.3，根据公式Zf.set＝Krel*Zs得出Zf.set的值为1.04欧姆，即线路阻抗小于1.04欧姆的线路存有故障特征，由图4可知，存在故障特征的线路为周坑支线和平天岗茶场支线，结合图2可知，故障路径线路为周坑支线-平天岗茶场支线，该故障路径线路中层级最低的线路为平天岗茶场支线，平天岗茶场支线即为最终的选线结果，该结果符合实际情况。
实施例2：
本实施例与实施例1相比，本实施例模拟联城周坑支线发生单相断线故障，联城周坑支线故障后各线路的线路阻抗如图5所示，故障路径线路为周坑支线-联城周坑支线，其中联城周坑支线层级最低，选线结果符合实际情况。
实施例3：
本实施例与实施例1相比，本实施例模拟周坑支线发生单相断线故障，周坑支线故障后各线路的线路阻抗如图6所示，故障路径线路为周坑支线，其中周坑支线层级最低，选线结果符合实际情况。
实施例4：
本实施例与实施例1相比，本实施例模拟仙渡56#主线发生单相断线故障，仙渡56#主线故障后各线路的线路阻抗如图7所示，故障路径线路为仙渡56#主线，其中仙渡56#主线层级最低，选线结果符合实际情况。
实施例5：
本实施例与实施例1相比，本实施例模拟仙渡78#主线发生单相断线故障，仙渡78#主线故障后各线路的线路阻抗如图8所示，故障路径线路为仙渡56#主线-仙渡78#主线，其中仙渡78#主线层级最低，选线结果符合实际情况。
实施例6：
本实施例与实施例1相比，本实施例模拟滴水岩支线发生单相断线故障，滴水岩支线故障后各线路的线路阻抗如图9所示，故障路径线路为仙渡56#主线-仙渡78#主线-滴水岩支线，其中滴水岩支线层级最低，选线结果符合实际情况。
实施例7：
本实施例与实施例1相比，本实施例模拟芦村支线发生单相断线故障，芦村支线故障后各线路的线路阻抗如图10所示，故障路径线路为仙渡56#主线-仙渡78#主线-芦村支线，其中芦村支线层级最低，选线结果符合实际情况。
实施例8：
本实施例与实施例1相比，本实施例模拟吴里支线发生单相断线故障，吴里支线故障后各线路的线路阻抗如图11所示，故障路径线路为仙渡56#主线-吴里支线，其中吴里支线层级最低，选线结果符合实际情况。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (6)

1.一种配网单相断线故障选线方法，其特征是：包括以下步骤：
S1：分析配网系统拓扑结构，收集配网中每条线路的编号和线路在配对网中所处的层级；
S2：采集线路出线处的电压电流；
S3：计算线路的正序电流突变量ΔIi，若|ΔIi|>If.set，则进入下一步，若|ΔIi|≤If.set，则重复执行本步骤；
S4：计算线路的正序电压突变量ΔVi，若|ΔVi|<Vf.set，则进入下一步，若|ΔVi|≥Vf.set，则回退至步骤S3；
S5：根据公式计算故障阻抗Zfi，若|Zfi|<Zf.set，则该线路存在故障特征，若|Zfi|≥Zf.set，则回退至步骤S3；
S6：对照配网拓扑结构，找出故障路径线路；
S7：找出故障路径线路中最低层级的线路，该最低层级线路即为故障线路。
2.根据权利要求1所述的一种配网单相断线故障选线方法，其特征是：所述步骤S3中If.set为配网中大功率负载启动时造成的正序电流突变量幅值。
3.根据权利要求1所述的一种配网单相断线故障选线方法，其特征是：所述步骤S4中Vf.set为线路中出现单相接地故障、相间短路和三相短路故障时产生的正序电压突变量幅值的最小值。
4.根据权利要求1所述的一种配网单相断线故障选线方法，其特征是：所述步骤S5中Zf.set＝Krel*Zs，其中Zs为系统等效阻抗，Krel值处于1.2至1.5之间。
5.根据权利要求1所述的一种配网单相断线故障选线方法，其特征是：所述步骤S6中所述的故障路径线路为所有存有故障特征的线路形成的一条从高层级到低层级的路径线路。
6.根据权利要求1或5所述的一种配网单相断线故障选线方法，其特征是：所述层级随着线路与电源之间所隔的线路增多而降低。
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