CN110018401A - 一种配电线路单相接地故障定位方法 - Google Patents

一种配电线路单相接地故障定位方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110018401A
CN110018401A CN201910419247.XA CN201910419247A CN110018401A CN 110018401 A CN110018401 A CN 110018401A CN 201910419247 A CN201910419247 A CN 201910419247A CN 110018401 A CN110018401 A CN 110018401A
Authority
CN
China
Prior art keywords
fault
distribution line
value
localization method
phase
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910419247.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN110018401B (zh
Inventor
何彦平
吴兆彬
刘海潮
董军
马青
成煜
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TIANSHUI POWER SUPPLY Co OF STATE GRID GANSU ELECTRIC POWER Co
Original Assignee
TIANSHUI POWER SUPPLY Co OF STATE GRID GANSU ELECTRIC POWER Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TIANSHUI POWER SUPPLY Co OF STATE GRID GANSU ELECTRIC POWER Co filed Critical TIANSHUI POWER SUPPLY Co OF STATE GRID GANSU ELECTRIC POWER Co
Priority to CN201910419247.XA priority Critical patent/CN110018401B/zh
Publication of CN110018401A publication Critical patent/CN110018401A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110018401B publication Critical patent/CN110018401B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/08—Locating faults in cables, transmission lines, or networks
    • G01R31/081—Locating faults in cables, transmission lines, or networks according to type of conductors
    • G01R31/085—Locating faults in cables, transmission lines, or networks according to type of conductors in power transmission or distribution lines, e.g. overhead
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/50—Systems or methods supporting the power network operation or management, involving a certain degree of interaction with the load-side end user applications
    • Y04S10/52—Outage or fault management, e.g. fault detection or location

Abstract

一种配电线路单相接地故障定位方法，属于配电自动化技术领域。其特征在于：如下步骤：步骤a，连续采样记录该点的电流值和电压值；步骤b，电压值或电流值的幅值突变量如果大于等于预设定值，执行步骤c，否则返回步骤a；步骤c，保存故障点前后的数据；步骤d，计算得到故障距离；步骤f，得到故障距离曲线，并根据故障距离曲线得到最终的故障距离。在本配电线路单相接地故障定位方法中，利用线路出口到故障点之间的电感关系，计算得到故障距离，通过简化的线路故障等效模型构造的故障判据和计算方法，计算快速，可以在发生永久故障之前，通过计划检修，消除缺陷，进而防患于未然，减少非计划停电，提高整个线路的供电可靠性。

Description

一种配电线路单相接地故障定位方法
技术领域
一种配电线路单相接地故障定位方法，属于配电自动化技术领域。
背景技术
单相接地故障是配电交流线路中数量最多的故障，现有的研究、方法主要针对永久性单相接地故障，而配电线路中有大量的瞬时故障，如果有方法确定瞬时故障的故障位置，对于保障配电系统的稳定运行具有重要的作用。
配电网中不论是架空线路还是电缆线路都存在大量瞬时性故障，这些故障往往时间很短，只有1～2个周波，然后就自恢复，返回了正常状态，经研究发现，这些可以自恢复的瞬时故障点往往是线路的绝缘薄弱点，存在发展成永久故障的可能，因此在发生永久故障之前对线路的绝缘薄弱点进行定位，通过计划检修消除缺陷，对于提高整个线路的供电可靠性，具有极为重要的意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种利用线路出口到故障点之间的电感关系，计算得到故障距离，计算迅速且适用性更广的配电线路单相接地故障定位方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该配电线路单相接地故障定位方法，包括安装在交流配电线路出口的配电监控终端或配电线路保护设备，其特征在于：如下步骤：
步骤a，通过在交流配电线路出口处安装的配电监控终端或配电线路保护设备，连续采样记录交流配电线路出口处的电流值和电压值；
步骤b，配电监控终端或配电线路保护设备判断检测到电压值或电流值的幅值突变量是否大于等于预设定值，如果大于等于预设定值，启动故障点计算，执行步骤c，如果小于预设定值，返回步骤a；
步骤c，启动故障点计算之后，配电监控终端或配电线路保护设备保存故障时刻前、后的数据；
步骤d，交流配电线路中发生接地故障后，计算故障相电压以及电流的故障分量；
步骤e，根据配电线路出口到故障点之间的电感值Lx以及配电线路单位长度的电感值L0的比值计算得到故障距离的初始值lF，然后利用补偿系数k’对故障距离的初始值进行修正，得到故障距离的修正值lF’；
步骤f，根据步骤e逐点计算故障距离，得到故障距离曲线，并根据故障距离曲线得到最终的故障距离。
优选的，步骤c中所述的故障时刻前、后的数据包括故障点前2周波以及故障后12周波的数据。
优选的，步骤f中得到最终的故障距离的方法为：当连续1/8周波采样点计算的故障距离相同时则相应的数值为最终的故障距离。
优选的，步骤e中所述配电线路出口到故障点之间的电感值Lx的计算公式为：
其中，t表示时间，vaF(t)表示t时刻配电线路出口处的电压故障分量，VaN(tF)为故障时刻tF在线路出口处的A相相电压，iaF(t)表示t时刻配电线路出口处的电流故障分量，C是线路出口处分相补偿的电容。
优选的，所述t时刻配电线路出口处的电压故障分量vaF(t)的计算公式为：
t时刻配电线路出口处的电流故障分量iaF(t)的计算公式为：
iaF(t)＝ialF(t)+iacF(t)
其中，ialF(t)表示配电线路出口到故障点之间支路的电流值，iacF(t)表示线路出口处分相补偿的电容所在支路电流值，Ls是母线侧的等效电感。
优选的，步骤e中故障距离的修正值lF’表示为：lF’＝k’·lF，其中，lF为故障距离的初始值，k’为补偿系数。
优选的，所述补偿系数k’的计算公式为：
其中，Z0为线路的零序阻抗，Z1为线路的正序阻抗。
与现有技术相比，本发明所具有的有益效果是：
在本配电线路单相接地故障定位方法中，利用线路出口到故障点之间的电感关系，计算得到故障距离，通过简化的线路故障等效模型构造的故障判据和计算方法，计算快速，可以在发生永久故障之前，通过计划检修，消除缺陷，进而防患于未然，减少非计划停电，提高整个线路的供电可靠性。在本配电线路单相接地故障定位方法中，不需要额外增加其他设备。不仅适用于瞬时性单相接地故障，也适应于永久性接地故障，适应性好。
附图说明
图1为配电线路单相接地故障定位方法流程图。
图2为接地故障后配电线路等效电路图。
具体实施方式
图1～2是本发明的最佳实施例，下面结合附图1～2对本发明做进一步说明。
如图1所示，一种配电线路单相接地故障定位方法，包括如下步骤：
步骤1001，连续采样记录交流配电线路出口的参数；
通过在交流配电线路出口处安装的配电监控终端或配电线路保护设备，连续采样记录交流配电线路出口处的参数，参数包括交流配电线路出口处的电流值和电压值，采样频率为10k/s。
步骤1002，参数的幅值是否大于设定值；
配电监控终端或配电线路保护设备对交流配电线路连续采样，判断检测到电压值或电流值的幅值突变量是否大于等于预设定值，如果大于等于预设定值，启动故障点计算，执行步骤1003，如果小于预设定值，返回步骤1001；
步骤1003，保存故障数据；
启动故障点计算之后，配电监控终端或配电线路保护设备保存故障时刻前2周波以及故障后12周波的数据。
步骤1004，计算故障分量；
交流配电线路中发生接地故障后，计算故障相电压以及电流的故障分量，以A相为例，电压的故障分量计算公式以及电流的故障分量的计算公式分别如下公式(1)以及公式(2)所示：
vaF(k)＝vaN(k)-vaN(k-N) (1)
iaF(k)＝iaN(k)-iaN(k-N) (2)
其中，vaF(k)是第k个采样点的A相电压故障分量，vaN(k)是采集的第k个点的A相相电压，iaF(k)是第k个采样点的A相电流故障分量，iaN(k)是采集的第k个点的A相相电流，N为每周波采样点数。
步骤1005，逐点计算故障距离；
交流配电线路中发生接地故障后，A相等效电路如图2所示，由等效电路图进一步得到：
iaF(t)＝ialF(t)+iacF(t) (3)
其中，t表示时间，vaF(t)表示t时刻配电线路出口处的电压故障分量，iaF(t)表示t时刻配电线路出口处的电流故障分量，ialF(t)表示配电线路出口到故障点之间支路的电流值，iacF(t)表示线路出口处分相补偿的电容所在支路电流值，Ls是母线侧的等效电感，Lx是配电线路出口到故障点之间的电感，C是线路出口处分相补偿的电容，VaN(tF)为故障时刻tF在线路出口处的A相相电压，图2中的vax(0)是故障初始时刻故障点的电压。
将上述公式(3)代入公式(4)并与公式(5)联立，得到公式(6)：
则故障距离lF的表达式如公式(7)所示：
其中，L0为配电线路单位长度的电感值。
故障线路的非故障相与故障相之间由于存在耦合，会给故障距离计算带来较大的误差，故增加补偿系数k’，k’的表达式如公式(8)所示：
其中，Z0为线路的零序阻抗，Z1为线路的正序阻抗，从而得到修正后的故障距离：
lF’＝k’·lF (9)
步骤1006，得到故障距离曲线，并得到最终故障距离；
根据步骤1005中的公式(6)～公式(9)逐点计算故障距离，并得到故障距离曲线，当连续1/8周波采样点计算的故障距离相同时则该值为最终的故障距离。
步骤1007，将计算得到的最终故障距离上报主站。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (7)

1.一种配电线路单相接地故障定位方法，包括安装在交流配电线路出口的配电监控终端或配电线路保护设备，其特征在于：如下步骤：
步骤a，通过在交流配电线路出口处安装的配电监控终端或配电线路保护设备，连续采样记录交流配电线路出口处的电流值和电压值；
步骤b，配电监控终端或配电线路保护设备判断检测到电压值或电流值的幅值突变量是否大于等于预设定值，如果大于等于预设定值，启动故障点计算，执行步骤c，如果小于预设定值，返回步骤a；
步骤c，启动故障点计算之后，配电监控终端或配电线路保护设备保存故障时刻前、后的数据；
步骤d，交流配电线路中发生接地故障后，计算故障相电压以及电流的故障分量；
步骤e，根据配电线路出口到故障点之间的电感值Lx以及配电线路单位长度的电感值L0的比值计算得到故障距离的初始值lF，然后利用补偿系数k’对故障距离的初始值进行修正，得到故障距离的修正值lF’；
步骤f，根据步骤e逐点计算故障距离，得到故障距离曲线，并根据故障距离曲线得到最终的故障距离。
2.根据权利要求1所述的配电线路单相接地故障定位方法，其特征在于：步骤c中所述的故障时刻前、后的数据包括故障点前2周波以及故障后12周波的数据。
3.根据权利要求1所述的配电线路单相接地故障定位方法，其特征在于：步骤f中得到最终的故障距离的方法为：当连续1/8周波采样点计算的故障距离相同时则相应的数值为最终的故障距离。
4.根据权利要求1所述的配电线路单相接地故障定位方法，其特征在于：步骤e中所述配电线路出口到故障点之间的电感值Lx的计算公式为：
其中，t表示时间，vaF(t)表示t时刻配电线路出口处的电压故障分量，VaN(tF)为故障时刻tF在线路出口处的A相相电压，iaF(t)表示t时刻配电线路出口处的电流故障分量，C是线路出口处分相补偿的电容。
5.根据权利要求4所述的配电线路单相接地故障定位方法，其特征在于：所述t时刻配电线路出口处的电压故障分量vaF(t)的计算公式为：
t时刻配电线路出口处的电流故障分量iaF(t)的计算公式为：
iaF(t)＝ialF(t)+iacF(t)
其中，ialF(t)表示配电线路出口到故障点之间支路的电流值，iacF(t)表示线路出口处分相补偿的电容所在支路电流值，Ls是母线侧的等效电感。
6.根据权利要求1所述的配电线路单相接地故障定位方法，其特征在于：步骤e中故障距离的修正值lF’表示为：lF’＝k’·lF，其中，lF为故障距离的初始值，k’为补偿系数。
7.根据权利要求1或6所述的配电线路单相接地故障定位方法，其特征在于：所述补偿系数k’的计算公式为：
其中，Z0为线路的零序阻抗，Z1为线路的正序阻抗。
CN201910419247.XA 2019-05-20 2019-05-20 一种配电线路单相接地故障定位方法 Active CN110018401B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910419247.XA CN110018401B (zh) 2019-05-20 2019-05-20 一种配电线路单相接地故障定位方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910419247.XA CN110018401B (zh) 2019-05-20 2019-05-20 一种配电线路单相接地故障定位方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110018401A true CN110018401A (zh) 2019-07-16
CN110018401B CN110018401B (zh) 2021-03-16

Family

ID=67194049

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910419247.XA Active CN110018401B (zh) 2019-05-20 2019-05-20 一种配电线路单相接地故障定位方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110018401B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110618352A (zh) * 2019-10-22 2019-12-27 国网河南省电力公司南阳供电公司 一种10千伏配电线路单相接地故障寻址装置

Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070262780A1 (en) * 2003-12-22 2007-11-15 Leviton Manufacturing Company, Inc. Arc fault detector
JP2008026170A (ja) * 2006-07-21 2008-02-07 Hitachi Ltd 地絡点標定方法および装置
CN101154806A (zh) * 2007-10-11 2008-04-02 天津大学 两相ta配电网单相接地故障选线的方法
CN102879710A (zh) * 2012-09-24 2013-01-16 吉林市简通电气科技有限公司 配电线路单相接地故障点检测系统和检测方法
CN103245880A (zh) * 2013-04-19 2013-08-14 国家电网公司 利用线路等效参数识别原理的小电流接地故障定位方法
DE202012012810U1 (de) * 2012-04-27 2014-01-21 Maschinenfabrik Reinhausen Gmbh Erdschluss-System
CN103837798A (zh) * 2014-03-15 2014-06-04 李景禄 配电网单相接地故障性质的快速诊断方法与处理装置
CN104181441A (zh) * 2014-08-21 2014-12-03 西安交通大学 基于模型误差的配电网单相接地故障区段定位方法
CN106841921A (zh) * 2017-02-10 2017-06-13 东南大学 一种直流配电网线路单极接地故障定位方法
US20170227611A1 (en) * 2016-02-08 2017-08-10 General Electric Company Systems and Methods for Determining a Fault Location in a Three-Phase Series-Compensated Power Transmission Line
CN107064734A (zh) * 2017-03-17 2017-08-18 北京交通大学 一种利用故障暂态过程的柔性直流配电网故障测距方法
CN108469576A (zh) * 2018-04-20 2018-08-31 中国科学院电工研究所 一种多端交直流混合配电网直流故障检测方法
CN208060618U (zh) * 2018-03-09 2018-11-06 南京南瑞继保电气有限公司 一种瞬时故障电压检测记录电路
CN108872783A (zh) * 2018-05-24 2018-11-23 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院 谐振接地系统单相接地故障区段定位方法
CN109188174A (zh) * 2018-09-26 2019-01-11 华中科技大学 一种交流线路出口故障的判别方法
CN109507531A (zh) * 2018-11-21 2019-03-22 杭州电力设备制造有限公司 一种配电网单相接地选线方法、系统、装置及可读存储介质

Patent Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070262780A1 (en) * 2003-12-22 2007-11-15 Leviton Manufacturing Company, Inc. Arc fault detector
JP2008026170A (ja) * 2006-07-21 2008-02-07 Hitachi Ltd 地絡点標定方法および装置
CN101154806A (zh) * 2007-10-11 2008-04-02 天津大学 两相ta配电网单相接地故障选线的方法
DE202012012810U1 (de) * 2012-04-27 2014-01-21 Maschinenfabrik Reinhausen Gmbh Erdschluss-System
CN102879710A (zh) * 2012-09-24 2013-01-16 吉林市简通电气科技有限公司 配电线路单相接地故障点检测系统和检测方法
CN103245880A (zh) * 2013-04-19 2013-08-14 国家电网公司 利用线路等效参数识别原理的小电流接地故障定位方法
CN103837798A (zh) * 2014-03-15 2014-06-04 李景禄 配电网单相接地故障性质的快速诊断方法与处理装置
CN104181441A (zh) * 2014-08-21 2014-12-03 西安交通大学 基于模型误差的配电网单相接地故障区段定位方法
US20170227611A1 (en) * 2016-02-08 2017-08-10 General Electric Company Systems and Methods for Determining a Fault Location in a Three-Phase Series-Compensated Power Transmission Line
CN106841921A (zh) * 2017-02-10 2017-06-13 东南大学 一种直流配电网线路单极接地故障定位方法
CN107064734A (zh) * 2017-03-17 2017-08-18 北京交通大学 一种利用故障暂态过程的柔性直流配电网故障测距方法
CN208060618U (zh) * 2018-03-09 2018-11-06 南京南瑞继保电气有限公司 一种瞬时故障电压检测记录电路
CN108469576A (zh) * 2018-04-20 2018-08-31 中国科学院电工研究所 一种多端交直流混合配电网直流故障检测方法
CN108872783A (zh) * 2018-05-24 2018-11-23 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院 谐振接地系统单相接地故障区段定位方法
CN109188174A (zh) * 2018-09-26 2019-01-11 华中科技大学 一种交流线路出口故障的判别方法
CN109507531A (zh) * 2018-11-21 2019-03-22 杭州电力设备制造有限公司 一种配电网单相接地选线方法、系统、装置及可读存储介质

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Y. KUROSAWA等: "Effect and influence of residual current compensation on earth-fault distance relays", 《 2008 IEEE/PES TRANSMISSION AND DISTRIBUTION CONFERENCE AND EXPOSITION》 *
杨剑梅等: "配电网故障研判搜索定位系统研究", 《电网与清洁能源》 *
梁恒福等: "基于暂态分析的小电流接地故障综合定位方法", 《曲阜师范大学学报》 *
薛永端等: "小电流接地故障暂态分析及区段定位新方法", 《电力系统自动化》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110618352A (zh) * 2019-10-22 2019-12-27 国网河南省电力公司南阳供电公司 一种10千伏配电线路单相接地故障寻址装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN110018401B (zh) 2021-03-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109655713B (zh) 一种单相接地故障定位方法和系统
CN112415425B (zh) 一种10kv配网小电流单相接地故障检测方法
CN110118913B (zh) 一种消弧线圈分散补偿配电网接地故障选线方法
CN107238779B (zh) 一种有源配电网的故障测距方法
CN111948491B (zh) 基于暂态信号的有源配电网多端量故障识别方法及系统
Du et al. Online estimation of power transmission line parameters, temperature and sag
KR20210023127A (ko) 배전계통 고장구간 식별 시스템
CN107991579A (zh) 一种基于配电自动化系统的配网单相接地故障选线、定位方法及其实现系统
CN104950216A (zh) 一种基于波形比较的配电线路故障定位方法
CN103852693A (zh) 一种小电流接地选线系统的判断方法
CN106941252A (zh) 不需电压量的含dg配电网馈线保护方法
CN103823160A (zh) 配电网自适应接地选线方法与装置
Das et al. Distribution fault location using short-circuit fault current profile approach
CN110018401A (zh) 一种配电线路单相接地故障定位方法
CN108693442A (zh) 电网故障的检测方法及系统
CN205427099U (zh) 基于有源信号的铁路架空电力贯通线路rtu装置
CN115877129B (zh) 一种基于电流和电压的低压配网中性线断线综合判定方法
CN114966326B (zh) 基于电流负序故障的单相接地故障区段定位方法及系统
CN106786498B (zh) 一种主站-变电站数据协同辨识方法及其装置
Guillen Fault location identification in smart distribution networks with distributed generation
Guo et al. Single Phase Short Circuit Fault Location Method Based on Innovation Graph
CN108736437A (zh) 一种自适应零序电流速断保护方法
CN107621590A (zh) 一种基于小波能量模糊分析的单相接地故障选线方法
CN113093085B (zh) 站域电流互感器二次回路故障检测方法及装置
CN113363948B (zh) 一种基于正序故障分量的有源配电网电流差动保护方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant