CN110703134A - 一种基于故障序分量的小电流接地选线选相方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于故障序分量的小电流接地选线选相方法，包括以下步骤：(1)采集母线零序电压，当零序电压超过设定阈值时启动接地选线判别；(2)提取线路中的三相电流分量
Figure DDA0002234196080000011
并计算对应的正序、负序以及零序分量的大小，分别为
Figure DDA0002234196080000012

Description

一种基于故障序分量的小电流接地选线选相方法
技术领域
本发明属于电力系统自动化技术领域，具体涉及一种基于故障序分量的小电流接地选线选相方法。
背景技术
我国6～66kV配电网大多采用小电流接地运行方式，小电流接地电网发生单相接地故障后，不会产很大的短路电流，但也存在着不小的危害，为了建立安全而良好的电力环境，应尽快找到接地线路，予以切除。传统的变电站配置的接地选线装置在选线判别时基本都依赖于零序电流与零序电压，当二次回路出现接线错误导致零序电流极性反向时，对于选线判别的影响是致命的。与此同时，当系统本身存在不平衡导致有不可忽视的零序电流及零序电压的存在时，也会对发生实际故障时选线的结果造成影响。因此，寻找新的接地选线方法，摆脱对零序电压及零序电流的完全依赖变得重要起来。
发明内容
针对上述问题，本发明提出一种基于故障序分量的小电流接地选线选相方法。
实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
一种基于故障序分量的小电流接地选线选相方法，包括以下步骤：
(1)采集母线零序电压，当零序电压超过设定阈值时启动接地选线判别；
(2)提取线路中的三相电流分量
Figure BDA0002234196070000011
并计算对应的正序、负序以及零序分量的大小，分别为
Figure BDA0002234196070000012
(3)基于步骤(2)计算得到电流分量及其序分量构建关系式组，根据其结果依次对本线路进行故障线路和故障相别的判别。
作为本发明的进一步改进，步骤(1)中采用线路保护装置采集母线零序电压，在所述的线路保护装置中设置了启动接地选线判别的阈值电压。
作为本发明的进一步改进，所设置的阈值电压的大小为20～25V
作为本发明的进一步改进，步骤(2)中采用以下的步骤提取线路中的三相电流分量：
(2-1)将线路中采样点的三相电流的数据与若干个周波前的数据做差，滤除负荷电流，得到预处理后的采样点数据；
(2-2)对预处理后的采样点数据进行傅里叶变换，得到三相电流的分量电流
Figure BDA0002234196070000013
作为本发明的进一步改进，所述的步骤(3)中所构建关系式组为：
Figure BDA0002234196070000021
Figure BDA0002234196070000022
Figure BDA0002234196070000023
作为本发明的进一步改进，包括根据Ka、Kb、Kc的结果判定线路是否为故障线路，若是则进一步判定故障相别。
作为本发明的进一步改进，将所获得的Ka、Kb、Kc值与判别系数KH和KL进行比较，当Ka、Kb、Kc中的任一值大于判别系数KH，且另外两项均小于判别系数KL时，则判定本线路为故障线路，否则本线路为非故障线路。
作为本发明的进一步改进，所述的Ka、Kb、Kc中大于判别系数KH所对应的相别为故障相别。
本发明的有益效果：本发明在接地选线判别时不依赖于零序电流，仅利用线路保护自身的三相电流就可以进行选线和选相，规避了由于二次回路接线的错误而导致选线出错的情况，同时也消除了系统本身不平衡以及线路负荷大小对选线判别的影响，有效提高了接地选线的准确率，具备广阔的应用前景。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例具体包括以下步骤：
步骤一、当零序电压达到起动门槛时启动接地选线的判别；
所述的步骤一具体为：
由线路保护装置采集母线的零序电压，并在装置中设置零序电压起动门槛值UQD，当零序电压的大于UQD时，启动接地选线判别。通常当发生接地故障时零序电压会发生突变，故UQD一般可以设置为20～25V。
步骤二、提取线路中的三相电流的故障分量，计算出故障分量中的正序、负序以及零序分量的大小；
所述的步骤二包括以下子步骤：
S2.1、提取线路中的三相电流的故障分量的具体步骤为：
将待确认故障线路在采样点处采集三相电流数据，将其与若干个周波前的采样点数据做差，滤除负荷电流，得到预处理后的采样点数据，对其进行傅里叶变换，得到三相电流的分量电流分别为
Figure BDA0002234196070000031
S2.2、计算得到三相电流故障分量中正序、负序以及零序分量的大小，具体为：
由步骤2.1得到的
Figure BDA0002234196070000032
计算三相电流故障分量中正序、负序及零序分量分别为
Figure BDA0002234196070000033
Figure BDA0002234196070000034
步骤三、由计算得到的电流分量及其序分量构建关系式组，根据其结果判别确认本线路是否为故障线路，当确认出本线路为故障线路时，进一步得到故障相别的结果。
所述的步骤三包括以下子步骤：
S3.1、所构建关系式组，具体如下：
Figure BDA0002234196070000035
Figure BDA0002234196070000036
Figure BDA0002234196070000037
S3.2、进行故障线路和故障相别的判定，具体为：对式(1)、(2)、(3)计算得到的Ka、Kb、Kc的结果进行具体分析如下：
由于非故障线路的三相电流故障分量中只有零序分量，故正负序分量可以忽略，而故障线路的三相电流故障分量中包含正、负、零序分量，而且正、负、零序分量理论上相等。同时故障线路的非故障相电流中也几乎只存在零序分量，而故障相电流的幅值与各序分量的绝对值和近似相等。
因此当Ka、Kb、Kc中有一项大于判别系数KH，且另外两项均小于判别系数KL时，可以得到本线路即为故障线路，否则本线路为非故障线路。其中KH可取0.7，KL可取0.4。
当判别出本线路为故障线路时，取结果大于KH的关系式所对应的相别即为故障相别。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种基于故障序分量的小电流接地选线选相方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)采集母线零序电压，当零序电压超过设定阈值时启动接地选线判别；
(2)提取线路中的三相电流分量
Figure FDA0002234196060000011
并计算对应的正序、负序以及零序分量的大小，分别为
Figure FDA0002234196060000012
(3)基于步骤(2)计算得到电流分量及其序分量构建关系式组，根据其结果依次对本线路进行故障线路和故障相别的判别。
2.根据权利要求1所述的一种基于故障序分量的小电流接地选线选相方法，其特征在于：步骤(1)中采用线路保护装置采集母线零序电压，在所述的线路保护装置中设置了启动接地选线判别的阈值电压。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于故障序分量的小电流接地选线选相方法，其特征在于：所设置的阈值电压的大小为20～25V。
4.根据权利要求1所述的一种基于故障序分量的小电流接地选线选相方法，其特征在于：步骤(2)中采用以下的步骤提取线路中的三相电流分量：
(2-1)将线路中采样点的三相电流的数据与若干个周波前的数据做差，滤除负荷电流，得到预处理后的采样点数据；
(2-2)对预处理后的采样点数据进行傅里叶变换，得到三相电流的分量电流
Figure FDA0002234196060000013
5.根据权利要求1所述的一种基于故障序分量的小电流接地选线选相方法，其特征在于：所述的步骤(3)中所构建关系式组为：
Figure FDA0002234196060000015
6.根据权利要求5所述的一种基于故障序分量的小电流接地选线选相方法，其特征在于：包括根据Ka、Kb、Kc的结果判定线路是否为故障线路，若是则进一步判定故障相别。
7.根据权利要求6所述的一种基于故障序分量的小电流接地选线选相方法，其特征在于：将所获得的Ka、Kb、Kc值与判别系数KH和KL进行比较，当Ka、Kb、Kc中的任一值大于判别系数KH，且另外两项均小于判别系数KL时，则判定本线路为故障线路，否则本线路为非故障线路。
8.根据权利要求7所述的一种基于故障序分量的小电流接地选线选相方法，其特征在于：所述的Ka、Kb、Kc中大于判别系数KH所对应的相别为故障相别。
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