CN110579679A - 一种基于负序电流矢量分析的配电网线路故障检测系统及其检测方法 - Google Patents

一种基于负序电流矢量分析的配电网线路故障检测系统及其检测方法 Download PDF

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李颖
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Abstract

本发明提供了一种基于负序电流矢量分析的配电网线路故障检测系统，所述线路故障检测系统包括电流传感器、A/D转换器、控制处理器、按键输入单元、显示屏、存储器、报警单元和通信单元；所述线路故障检测系统通过所述电流传感器采集各相电流信息，并分析计算出负序电流分量，根据所述负序电流分量变化量判断所述配电网线路是否出现故障并确定故障类型。本发明提供一种基于负序电流矢量分析的配电网线路故障检测系统和方法，不受系统运行方式、系统本身的不对称度或外界信号的干扰，能够更加准确的检测故障情况，进而保证配电系统的安全可靠性。

Description

一种基于负序电流矢量分析的配电网线路故障检测系统及其 检测方法
技术领域
本发明属于电力检测技术领域，特别涉及一种基于负序电流矢量分析的配电网线路故障检测系统及其检测方法。
背景技术
随着经济社会的高速发展，我国电力行业也不断地发展，人民生活对电能也越来越依赖，对供电安全的可靠性要求必须提高。配电网直接为用户提供电能，其运行的安全可靠性直接影响到用户的经济损失以及生活质量，然而由于电力系统运行的复杂性和外界不确定因素的干扰，系统发生故障的情况是不可避免的。因此，需要对配电线路进行有效的检测。
本发明提出一种基于负序电流矢量分析的配电网线路故障检测系统，提取故障电流的负序分量，通过变化量判断是否发生故障和故障类型，克服传统以零序电压作为判断依据所造成的误判断问题，不受系统运行方式、系统本身的不对称度或外界信号的干扰，进而保证配电线路的安全可靠性。
发明内容
本发明提供一种基于负序电流矢量分析的配电网线路故障检测系统和方法，不受系统运行方式、系统本身的不对称度或外界信号的干扰，能够更加准确的检测故障情况，进而保证配电系统的安全可靠性。
本发明具体为一种基于负序电流矢量分析的配电网线路故障检测系统，所述线路故障检测系统包括电流传感器、A/D转换器、控制处理器、按键输入单元、显示屏、存储器、报警单元和通信单元，所述电流传感器与所述A/D转换器、所述控制处理器顺序连接，所述控制处理器还分别与所述按键输入单元、所述显示屏、所述存储器、所述报警单元、所述通信单元相连接；所述线路故障检测系统通过所述电流传感器采集各相电流信息，并分析计算出负序电流分量，根据所述负序电流分量变化量判断所述配电网线路是否出现故障并确定故障类型。
所述按键输入单元结合所述显示屏、所述存储器对所述线路故障检测系统进行参数设置和信息查询，所述参数包括采样点数、第一负序电流变化量参考值、第二负序电流变化量参考值、第三负序电流变化量参考值。
所述报警单元采用声光报警器，当所述配电网线路出现故障时及时发出声光报警信号。
所述通信单元采用GPRS无线通信技术将所述线路故障检测系统的检测信息上传至监控中心，并能够对所述参数进行远程设置。
本发明还提供一种基于负序电流矢量分析的配电网线路故障检测系统的检测方法，所述检测方法包括如下步骤：
步骤(1)：采集所述配电网线路三相电流信号；
步骤(2)：经过所述A/D转换器进行A/D转换并输至所述控制处理器；
步骤(3)：所述控制处理器将所述三相电流信号以不同相为基准相通过变换得到的瞬时负序电流：以A相电流为基准的瞬时负序电流：ia(1)为以A相电流为基准的瞬时正序分量，ia(2)为以A相电流为基准的瞬时负序分量，ia(0)为以A相电流为基准的瞬时零序分量，ia为A相电流，ib为B相电流，ic为C相电流；以B相电流为基准的瞬时负序电流：ib(1)为以B相电流为基准的瞬时正序分量，ib(2)为以B相电流为基准的瞬时负序分量，ib(0)为以B相电流为基准的瞬时零序分量；以C相电流为基准的瞬时负序电流：ic(1)为以C相电流为基准的瞬时正序分量，ic(2)为以C相电流为基准的瞬时负序分量，ic(0)为以C相电流为基准的瞬时零序分量；
步骤(4)：提取瞬时负序电流
步骤(5)：计算空间负序电流矢量：
步骤(6)：计算负序电流变化量N为每周期的总采样点数；
步骤(7)：判断所述负序电流变化量是否等于零，若等于零，所述配电网线路发生铁磁谐振故障；若不等于零，进入步骤(8)；
步骤(8)：判断所述负序电流变化量是否大于所述第一负序电流变化量参考值，若大于所述第一负序电流变化量参考值，进入步骤(9)；若不大于所述第一负序电流变化量参考值，所述配电网线路发生单相接地故障；
步骤(9)：判断所述负序电流变化量是否大于所述第二负序电流变化量参考值，若大于所述第二负序电流变化量参考值，进入步骤(10)；若不大于所述第二负序电流变化量参考值，所述配电网线路发生两相断线故障；
步骤(10)：判断所述负序电流变化量是否大于所述第三负序电流变化量参考值，若大于所述第三负序电流变化量参考值，所述配电网线路发生两相短路接地故障；若不大于所述第三负序电流变化量参考值，所述配电网线路发生单相断线故障。
与现有技术相比，有益效果是：所述配电网线路故障检测系统对采集的电流信号提取负序电流，并计算出变化量，通过变化量判断是否发生故障和故障类型，克服传统以零序电压作为判断依据所造成的误判断问题，进而保证配电线路的安全可靠性。
附图说明
图1为本发明一种基于负序电流矢量分析的配电网线路故障检测系统的结构示意图。
图2为本发明一种基于负序电流矢量分析的配电网线路故障检测系统检测方法的工作流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明一种基于负序电流矢量分析的单相接地检测方法的具体实施方式做详细阐述。
如图1所示，本发明的线路故障检测系统包括电流传感器、A/D转换器、控制处理器、按键输入单元、显示屏、存储器、报警单元和通信单元，所述电流传感器与所述A/D转换器、所述控制处理器顺序连接，所述控制处理器还分别与所述按键输入单元、所述显示屏、所述存储器、所述报警单元、所述通信单元相连接；所述线路故障检测系统通过所述电流传感器采集各相电流信息，并分析计算出负序电流分量，根据所述负序电流分量变化量判断所述配电网线路是否出现故障并确定故障类型。
所述按键输入单元结合所述显示屏、所述存储器对所述线路故障检测系统进行参数设置和信息查询，所述参数包括采样点数、第一负序电流变化量参考值、第二负序电流变化量参考值、第三负序电流变化量参考值。
所述报警单元采用声光报警器，当所述配电网线路出现故障时及时发出声光报警信号。
所述通信单元采用GPRS无线通信技术将所述线路故障检测系统的检测信息上传至监控中心，并能够对所述参数进行远程设置。
如图2所示，本发明还提供一种基于负序电流矢量分析的配电网线路故障检测系统的检测方法，所述检测方法包括如下步骤：
步骤(1)：采集所述配电网线路三相电流信号；
步骤(2)：经过所述A/D转换器进行A/D转换并输至所述控制处理器；
步骤(3)：所述控制处理器将所述三相电流信号以不同相为基准相通过变换得到的瞬时负序电流：以A相电流为基准的瞬时负序电流：ia(1)为以A相电流为基准的瞬时正序分量，ia(2)为以A相电流为基准的瞬时负序分量，ia(0)为以A相电流为基准的瞬时零序分量，ia为A相电流，ib为B相电流，ic为C相电流；以B相电流为基准的瞬时负序电流：ib(1)为以B相电流为基准的瞬时正序分量，ib(2)为以B相电流为基准的瞬时负序分量，ib(0)为以B相电流为基准的瞬时零序分量；以C相电流为基准的瞬时负序电流：ic(1)为以C相电流为基准的瞬时正序分量，ic(2)为以C相电流为基准的瞬时负序分量，ic(0)为以C相电流为基准的瞬时零序分量；
步骤(4)：提取瞬时负序电流
步骤(5)：计算空间负序电流矢量：
步骤(6)：计算负序电流变化量N为每周期的总采样点数；
步骤(7)：判断所述负序电流变化量是否等于零，若等于零，所述配电网线路发生铁磁谐振故障；若不等于零，进入步骤(8)；
步骤(8)：判断所述负序电流变化量是否大于所述第一负序电流变化量参考值，若大于所述第一负序电流变化量参考值，进入步骤(9)；若不大于所述第一负序电流变化量参考值，所述配电网线路发生单相接地故障；
步骤(9)：判断所述负序电流变化量是否大于所述第二负序电流变化量参考值，若大于所述第二负序电流变化量参考值，进入步骤(10)；若不大于所述第二负序电流变化量参考值，所述配电网线路发生两相断线故障；
步骤(10)：判断所述负序电流变化量是否大于所述第三负序电流变化量参考值，若大于所述第三负序电流变化量参考值，所述配电网线路发生两相短路接地故障；若不大于所述第三负序电流变化量参考值，所述配电网线路发生单相断线故障。
最后应该说明的是，结合上述实施例仅说明本发明的技术方案而非对其限制。所属领域的普通技术人员应当理解到，本领域技术人员可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均在申请待批的权利要求保护范围之中。

Claims (5)

1.一种基于负序电流矢量分析的配电网线路故障检测系统，其特征在于，所述线路故障检测系统包括电流传感器、A/D转换器、控制处理器、按键输入单元、显示屏、存储器、报警单元和通信单元，所述电流传感器与所述A/D转换器、所述控制处理器顺序连接，所述控制处理器还分别与所述按键输入单元、所述显示屏、所述存储器、所述报警单元、所述通信单元相连接；所述线路故障检测系统通过所述电流传感器采集各相电流信息，并分析计算出负序电流分量，根据所述负序电流分量变化量判断所述配电网线路是否出现故障并确定故障类型。
2.根据权利要求1所述的一种基于负序电流矢量分析的配电网线路故障检测系统，其特征在于，所述按键输入单元结合所述显示屏、所述存储器对所述线路故障检测系统进行参数设置和信息查询，所述参数包括采样点数、第一负序电流变化量参考值、第二负序电流变化量参考值、第三负序电流变化量参考值。
3.根据权利要求2所述的一种基于负序电流矢量分析的配电网线路故障检测系统，其特征在于，所述报警单元采用声光报警器，当所述配电网线路出现故障时及时发出声光报警信号。
4.根据权利要求3所述的一种基于负序电流矢量分析的配电网线路故障检测系统，其特征在于，所述通信单元采用GPRS无线通信技术将所述线路故障检测系统的检测信息上传至监控中心，并能够对所述参数进行远程设置。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的基于负序电流矢量分析的配电网线路故障检测系统的检测方法，其特征在于，所述检测方法包括如下步骤：
步骤(1)：采集所述配电网线路三相电流信号；
步骤(2)：经过所述A/D转换器进行A/D转换并输至所述控制处理器；
步骤(3)：所述控制处理器将所述三相电流信号以不同相为基准相通过变换得到的瞬时负序电流：以A相电流为基准的瞬时负序电流：ia(1)为以A相电流为基准的瞬时正序分量，ia(2)为以A相电流为基准的瞬时负序分量，ia(0)为以A相电流为基准的瞬时零序分量，ia为A相电流，ib为B相电流，ic为C相电流；以B相电流为基准的瞬时负序电流：ib(1)为以B相电流为基准的瞬时正序分量，ib(2)为以B相电流为基准的瞬时负序分量，ib(0)为以B相电流为基准的瞬时零序分量；以C相电流为基准的瞬时负序电流：ic(1)为以C相电流为基准的瞬时正序分量，ic(2)为以C相电流为基准的瞬时负序分量，ic(0)为以C相电流为基准的瞬时零序分量；
步骤(4)：提取瞬时负序电流
步骤(5)：计算空间负序电流矢量：
步骤(6)：计算负序电流变化量N为每周期的总采样点数；
步骤(7)：判断所述负序电流变化量是否等于零，若等于零，所述配电网线路发生铁磁谐振故障；若不等于零，进入步骤(8)；
步骤(8)：判断所述负序电流变化量是否大于所述第一负序电流变化量参考值，若大于所述第一负序电流变化量参考值，进入步骤(9)；若不大于所述第一负序电流变化量参考值，所述配电网线路发生单相接地故障；
步骤(9)：判断所述负序电流变化量是否大于所述第二负序电流变化量参考值，若大于所述第二负序电流变化量参考值，进入步骤(10)；若不大于所述第二负序电流变化量参考值，所述配电网线路发生两相断线故障；
步骤(10)：判断所述负序电流变化量是否大于所述第三负序电流变化量参考值，若大于所述第三负序电流变化量参考值，所述配电网线路发生两相短路接地故障；若不大于所述第三负序电流变化量参考值，所述配电网线路发生单相断线故障。
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