CN111123031B - 故障检测方法及低压储能预操组装置、控制器及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及故障检测技术领域，特别是涉及基于低压储能预操组装置的故障检测方法、低压储能预操组装置、控制器及系统。其中，该基于低压储能预操组装置的故障检测方法包括首先获取高压电流互感器采集的高压回路电流以及低压储能预操作装置提供的低压电流，然后根据低压电流及高压回路电流，确定高压配电系统的故障情况。因此，在高压配电系统进行操作之前，低压储能预操组装置对高压配电系统进行故障检测，故障状态检测准确可靠，进而提升高压配电系统实操可靠性。

Description

故障检测方法及低压储能预操组装置、控制器及系统

技术领域

本发明涉及故障检测技术领域，特别是涉及故障检测方法及低压储能预操组装置、控制器及系统。

背景技术

配电自动化终端设备已广泛应用于配电网网络中，不仅高效实现了遥控、遥测与遥信功能，还对系统保护与检测方面发挥着重要作用，保证了我国电力配网自动化运行的稳定性。配电终端主要工作模式为通过接入配网自动化系统，在系统运检或者消缺后，基于通信接收配电自动化系统控制命令，在检测断路器状态正确情况下，实现断路器合闸与分闸操作。但实际上，由于人员检修技术、设备缺陷等因素，存在接地刀闸没有分闸、故障缺陷依旧存在、断路器本体准备不足等因素，使得断路器合闸时相当于直接合于故障，对系统带来较大冲击，进一步如果断路器本体缺陷导致短时不能切除断路器，对设备寿命、对系统稳定性都存在较大影响；若人员仍在检修状态时发生误操作，可能会造成人员伤亡事件。

因此，需要对接地刀闸状态或线路故障等故障情况进行准确检测，而目前的检测方法至少存在可靠性较低、逻辑配合较为复杂、难以在系统终端实现等缺点。

发明内容

本发明实施例一个目的旨在提供一种故障检测方法及低压储能预操组装置、控制器及系统，其能够可靠检测高压配电系统的故障情况。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供以下技术方案：

在第一方面，本发明实施例提供一种基于低压储能预操组装置的故障检测方法，应用于高压配电系统，所述高压配电系统包括设置在高压回路上的接地刀闸和高压电流互感器，所述低压储能预操组装置电连接在所述高压回路，其特征在于，所述方法包括：

获取所述高压电流互感器采集的高压回路电流，以及所述低压储能预操组装置提供的低压电流；

根据所述低压电流及所述高压回路电流，确定所述高压配电系统的故障情况。

在一些实施例中，所述低压电流和所述高压回路电流均为三相电流。

在一些实施例中，所述根据所述低压电流及所述高压回路电流，确定所述高压配电系统的故障情况，包括：

判断所述低压电流的电流幅值和所述高压回路电流的电流幅值是否满足第一预设条件；

若是，确定所述接地刀闸处于合闸状态。

在一些实施例中，所述第一预设条件为：

其中，

为所述低压电流三相电流幅值，

为所述高压回路电流三相电流幅值，

为A、B、C三相，m为倍数，I_Lset为所述接地刀闸处于合闸状态时，所述低压电流的最小电流。

在一些实施例中，在确定所述接地刀闸处于合闸状态之后，所述根据所述低压电流及所述高压回路电流，确定所述高压配电系统的故障情况，还包括：

判断所述低压电流中的其中一相电流幅值是否满足第二预设条件；

若是，确定与所述其中一相电流对应的接地刀闸处于合闸状态。

在一些实施例中，所述第二预设条件为：

在一些实施例中，所述高压配电系统包括高压配电线路，所述根据所述低压电流及所述高压回路电流，确定所述高压配电系统的故障情况，还包括：

判断所述低压电流三相电流幅值和所述高压回路电流三相电流幅值是否满足第三预设条件；

若是，确定所述高压配电线路处于故障状态。

在一些实施例中，所述第三预设条件为：

其中，I_Hset为所述低压储能预操组装置接入所述高压配电线路时，所述高压配电线路末端相间短路电流。

在一些实施例中，在确定所述所述高压配电线路处于故障状态之后，还包括：

根据所述低压电流三相电流，计算所述低压电流零序电流和负序电流；

根据所述零序电流、所述负序电流及所述第四预设条件，确定所述高压配电线路故障类别。

在一些实施例中，所述第四预设条件为：

或

I_L0≥I_L0set，

其中，I_L0为所述低压电流零序电流，I_L0set为所述低压储能预操组装置接入所述高压配电线路时，所述高压配电线路末端短路最小零序电流；或

I_L2≥I_L2set，

其中，I_L2为所述低压电流负序电流，I_L2set为所述低压储能预操组装置接入所述高压配电线路时，所述高压配电线路最大不平衡负序电流。

在第二方面，本发明实施例提供一种低压储能预操组装置，应用于高压配电系统，所述低压储能预操组装置包括：

低压储能装置，用于提供低压三相电源；

低压电流互感器，与所述低压储能装置连接，用于测量所述低压储能预操组装置的回路电流；

低压开关，与所述低压电流互感器连接，用于控制所述低压储能预操组装置与所述高压配电系统的连接回路；

高压绝缘装置，分别与所述低压开关和所述高压配电系统连接；及

控制器，分别与所述低压储能装置、所述低压电流互感器、所述低压开关连接，用于根据所述低压储能预操组装置的回路电流，确定所述高压配电系统的故障情况。

在一些实施例中，所述低压储能装置采用直接接地系统模式。

在一些实施例中，所述低压开关的工作模式为短时投切。

在一些实施例中，所述高压配电系统包括接地刀闸和高压电流互感器，所述高压绝缘装置设置于所述接地刀闸与所述高压电流互感器之间。

在第三方面，本发明实施例提供一种控制器，所述控制器包括：

至少一个处理器；和

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；

其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如上所述的基于低压储能预操组装置的故障检测方法。

第四方面，本发明实施例提供一种低压储能预操组系统，应用于高压配电系统，所述高压配电系统包括如上所述的低压储能预操组装置。

在本发明各个实施例中，当对高压配电系统进行故障检测时，首先获取高压电流互感器采集的高压回路电流以及低压储能预操作装置提供的低压电流，然后根据低压电流及高压回路电流，确定高压配电系统的故障情况。因此，在高压配电系统进行操作之前，低压储能预操组装置对高压配电系统进行故障检测，故障状态检测准确可靠，进而提升高压配电系统实操可靠性。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是本发明实施例提供一种低压储能预操组装置的结构示意图；

图2是本发明实施例提供一种低压储能预操组装置和高压配电系统的系统等值分析示意图；

图3是本发明实施例提供一种基于低压储能预操组装置的故障检测方法流程图；

图4是本发明实施例提供一种低压储能预操组装置和高压配电系统的系统仿真模型示意图；

图5是本发明实施例提供一种无故障情况下，测量的电流示意图；

图6a是本发明实施例提供一种接地刀闸三相接地时，测量的电流示意图；

图6b是本发明实施例提供一种接地刀闸两相接地时，测量的电流示意图；

图6c是本发明实施例提供一种接地刀闸单相接地时，测量的电流示意图；

图6d是本发明实施例提供一种接地刀闸三相接地并伴随线路近端故障时，测量的电流示意图；

图7a是本发明实施例提供一种高压配电线路始端故障时，测量的电流示意图；

图7b是本发明实施例提供一种高压配电线路1/3处故障时，测量的电流示意图；

图7c是本发明实施例提供一种高压配电线路2/3故障时，测量的电流示意图；

图7d是本发明实施例提供一种高压配电线路末端故障时，测量的电流示意图；

图8是本发明实施例提供一种控制器的电路原理框图。

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，以下结合附图及实施例，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用以解释本发明，并不用于限定本发明。

将电力系统中从降压配电变电站(高压配电变电站)出口到用户端的这一段系统称为配电系统。配电系统是由多种配电设备(或元件)和配电设施所组成的变换电压和直接向终端用户分配电能的一个电力网络系统。高压配电系统200是配电系统中的其中一种，其通过高压配电线路向各个负载L_LOAD供电，高压配电系统200还包括接地刀闸210和高压电流互感器220，当接地刀闸210处于分闸状态，线路故障已消缺时，高压配电系统200控制设置于高压配电线路上的断路器CB_i合闸，整个高压配电系统正常工作，为负载L_LOAD提供合适的电压。但若接地刀闸210处于合闸状态，线路故障未消缺，此时操作闭合高压配电线路上的断路器CB_i，则会使得整个高压配电系统受到严重冲击，造成事故。因此，本发明实施例提供一种低压储能预操组装置，应用于高压配电系统，用于检测高压配电系统的故障情况，提高高压配电系统操作的可靠性。

请参阅图1，图1是本发明实施例提供一种低压储能预操组装置的结构示意图，其应用于高压配电系统。如图1所示，该低压储能预操组装置100包括依次串接的低压储能装置10、低压电流互感器20、低压开关30以及高压绝缘装置40，该低压储能装置10用于提供低压三相电源，驱动整个低压储能预操组装置100工作，低压电流互感器20用于测量低压储能预操组装置100的回路电流，低压开关30用于控制低压储能预操组装置100与高压配电系统200的连接回路，高压绝缘装置40分别于低压开关30和高压配电系统200连接，用于防止高低压误连接时该低压储能预操组装置100被击穿。该低压储能预操组装置100还包括控制器50，分别与低压储能装置10、低压电流互感器20、低压开关30连接，用于根据低压储能预操组装置100的回路电流，确定高压配电系统200的故障情况。

该低压储能预操组装置100电连接在高压回路，具体连接在高压电流互感器220与接地刀闸210之间，将该连接点作为高压配电系统200的接入点，实现接地刀闸210状态不同或高压配电线路故障未消缺时，高压电流互感器220测量的电流具有差异性。

当对高压配电系统200进行故障检测时，首先获取高压电流互感器220采集的高压回路电流以及低压储能预操作装置100提供的低压电流，然后根据低压电流及高压回路电流，确定高压配电系统200的故障情况。因此，在高压配电系统200进行操作之前，低压储能预操组装置100对高压配电系统200进行故障检测，检测准确可靠，进而提升高压配电系统实操可靠性。

在一些实施例中，低压储能装置10是大功率储能装置，其额定电压与低压工业用电相同，其额定电压为U_L＝380V，其储能功率计算如式(1)所示

其中，I_CTmin为考虑线路全阻抗时高压电流互感器最小精确测量电流。

按照上述参数选择低压储能装置10,当低压储能预操组装置100应用于高压配电系统200时，低压储能装置10采用直接接地系统模式。

在一些实施例中，低压电流互感器20具有一个次级绕组，其将一次侧大电流转换成二次侧小电流来测量，二次侧不可开路。低压电流互感器20变比计算计算如式(2)所示

n_L＝I_Lmax/5＝1.2*m₁I_Hmin/5 (2)

其中I_Hmin为高压线路末端短路最小电流；I_Lmax＝1.2*m₁I_Hmin，为低压回路最大短路电流，m₁为倍数，一般取为4-6。

因此，整个低压储能预操组装置100的内阻抗计算如式(3)所示

Z_L＝U_L/3I_Lmax (3)

在一些实施例中，低压开关30的工作方式是短时投切方式，实现高低压系统的正常隔离。其可以是交流接触器、可控硅开关(固态继电器)、复合开关以及选相开关(又称同步开关)等形式。

在一些实施例中，控制器50接收低压电流互感器20测量的低压回路电流，控制低压开关30的分合状态以及接收低压储能装置10的状态信息。

控制器50可以为通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、单片机、ARM(Acorn RISC Machine)或其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立的硬件组件或者这些部件的任何组合。还有，控制器50还可以是任何传统处理器、微控制器或状态机。控制器50也可以被实现为计算设备的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器结合DSP核、或任何其它这种配置。控制器50还可以是设置于终端设备，由终端设备完成控制器50的逻辑处理功能，该低压储能预操组装置100协同终端设备完成故障检测。

同时，控制器50还接收高压互感器测量的高压回路电流，根据低压电流和高压回路电流，确定高压系统200故障情况。另外，控制器50还控制高压线路上的高压断路器CB_i状态，控制其闭合或打开。当进行故障检测时，控制器50首先控制高压断路器CB_i打开，如图1中CB₀为打开状态，故障解除以后，再控制高压断路器CB_i闭合，使其处于合闸状态，如图1中CB_i为合闸状态，进而完成配电工作。

在一些实施例中，当该低压储能预操组装置100接入高压配电系统200，检测高压配电系统200故障时，根据启动命令启动该低压储能预操组装置100。启动命令由控制器50或者终端设备接收，其包括远方启动和就地启动，控制器50接收启动命令以后，向低压开关30发送宽度为T_Lop的脉冲信号控制低压开关30合闸，其中，T_Lop计算如式(4)所示

T_Lop＝t_QS+t_DTU+t_M (4)

其中，t_QS为低压开关设备30固有动作时间，t_DTU为控制器50固有处理时间，t_M为低压开关30真正达到合闸状态时间，一般取2个工频周期，以便保证控制器50的可靠判断。

控制器50还可以实现预操闭锁功能，预操闭锁包括高压运行状态闭锁、低压储能告警闭锁，高压运行状态闭锁指控制器50一旦检测到高压开关处于合位或者高压电流互感器220有电流，均闭锁该低压储能预操组装置100，低压储能告警闭锁指控制器50检测到该低压储能预操组装置100故障或者储能容量不足等告警时，闭锁该低压储能预操组装置100。

请参阅图2，图2是本发明实施例提供的一种系统单相等值分析图，当该低压储能预操组装置100接入高压配电系统200时，整个系统单相的系统等值分析图如图2所示，如果接地刀闸QS_L处于合闸状态，在投入低压储能预操组装置100后，其提供的电源U_L直接向接地刀闸QS_L供电，该低压储能预操组装置100与接地刀闸QS_L构成回路，其回路阻抗Z_QS较小，则低压电流互感器20测量到的短路电流I_L较大；相反，若接地刀闸QS_L处于分闸状态，在投入低压储能预操组装置100后，电源U_L向整个系统供电，低压回路断开，而由于高压回路总阻抗Z_S1+Z_S2很大，低压电源U_L不足以带动系统负载，此时低压电流互感器20和高压电流互感器220测量电流均为线路电容电流，电流幅值非常小。进一步地，如果高压线路上的某一点F点发生故障，在图2中表示为F闭合，将Z_S2短路掉，又由于Z_S1<<Z_S2，因此最终会导致低压电流互感器20测量的低压电流I_L和高压电流互感器220测量的高压回路电流I_H都较大，但I_L至少是I_H的2倍。基于上述差异，可以构建合适的确定故障情况的判据。

因此，在本发明实施例中，将该低压储能预操组装置100接入高压系统200用于检测高压系统故障情况时，可以通过低压电流互感器20测量的低压电流、高压电流互感器220测量的高压回路电流以及合适的判据，确定高压系统200的故障情况，以及具体的故障状态。

作为本发明实施例另一方面，本发明实施例提供一种基于低压储能预操组装置的故障检测方法，应用于高压配电系统，高压配电系统包括设置在高压回路上的接地刀闸和高压电流互感器，所述低压储能预操组装置电连接在所述高压回路，其中，基于低压储能预操组装置可以为上述各个实施例所阐述的低压储能预操组装置。

请参阅图3，故障检测方法300包括：

步骤301、获取所述高压电流互感器采集的高压回路电流，以及所述低压储能预操组装置提供的低压电流；

该低压储能预操组装置接入高压配电系统时，将高压绝缘装置连接在高压电流互感器和接地刀闸之间，以此作为高压接入点。控制器控制低压开关闭合，低压储能装置提供的电源、低压开关以及接地刀闸构成低压回路，低压储能装置提供的电源、高压线路构成高压回路。

低压储能预操组装置提供的低压电流可以通过低压电流互感器测量，高压回路的电流可以由高压电流互感器测量，无论是低压电流还是高压电流，均是三相电流，最后将测量的电流传送给控制器。

若该低压储能预操组装置启动后，控制器实时接收低压电流互感器测量的电流i_la、i_lb、i_lc，和高压电流互感器测量的电流i_ha、i_hb、i_hc，然后计算各个电流相应的幅值，分别记为I_LA、I_LB、I_LC、I_HA、I_HB、I_HC。其中三相为A、B、C三相。

步骤302、根据所述低压电流及所述高压回路电流，确定所述高压配电系统的故障情况。

高压配电系统还包括高压配电线路，高压配电系统的故障情况包括接地刀闸合闸故障和高压配电线路故障，因此，在确定高压配电系统的故障情况时，首先确定是否存在接地刀闸合闸，具体地，判断低压电流的电流幅值I_LA、I_LB、I_LC和高压回路电流的电流幅值I_HA、I_HB、I_HC是否满足第一预设条件，若是，则确定接地刀闸处于合闸状态，即确定存在接地刀闸合闸故障，不能闭合高压断路器。其中，第一预设条件如式(5)所示：

其中，

为所述低压电流三相电流幅值，

为所述高压回路电流三相电流幅值，

为A、B、C三相，n为倍数，I_Lset为所述接地刀闸处于合闸状态时，所述低压电流的最小电流。

分别为低压电流中最大的电流幅值和高压回路电流中最大的电流幅值。

若低压电流幅值

和高压回路电流幅值

满足上述第一预设条件，则证明接地刀闸存在接地情况。

在一些实施例中，为了确定接地刀闸处于接地状态的具体相，判断低压电流中的其中一相电流幅值是否满足第二预设条件，若是，则确定与该相电流对应的接地刀闸处于合闸状态，也就是接地刀闸的该相接地，具体地，第二预设条件如(6)所示：

其中，

同样为A、B、C三相。任一相满足判据，则判断该相接地刀闸处于合闸状态。因此，通过较高的选相判据灵敏度，可以进一步确定接地刀闸的具体接地相位。

综上，本发明实施例通过式(5)和式(6)可以确定接地刀闸是否存在接地情况，以及接地的具体相位。故障检测可靠、灵敏度较高，当确定无故障情况时，再进行高压配电系统的实操，进而进一步提高系统实操的可靠性。

在一些实施例中，该低压储能预操组装置还可以确认高压配电线路是否发生线路故障，具体地，当启动该低压储能预操组装置以后，控制器根据该低压储能预操组装置计算低压电流零序电流I_L0和负序电流I_L2。如果高压配电线路发生远距离故障，相当于图2所示Z_S1＞＞Z_S2，并且F点短路掉故障后面的阻抗Z_S2，相比较接地刀闸，高压回路电流很小，很容易通过电流比较构成判据，但需与无故障状态的电流相区别；如果高压配电线路发生近距离故障，相当于图2所示Z_S1＜＜Z_S2，并且F点短路掉故障后面的阻抗Z_S2，此时高压回路电流较大，低压电流互感器和高压电流互感器均能够精确测量低压电流和高压回路电流，且二者幅值相等，基于此通过不同的电流幅值可以判断线路故障的具体情况。

首先，判断低压电流三相电流幅值和高压回路电流三相电流幅值是否满足第三预设条件，若是，确定高压配电线路处于故障状态，其中，第三预设条件如如式(7)所示

其中，I_Hset为所述低压储能预操组装置接入所述高压配电线路时，所述高压配电线路末端相间短路电流。

若低压电流三相电流幅值和高压回路电流三相电流幅值满足式(7)，则证明故障未消缺，高压配电系统存在故障，否则，证明系统不存在故障，可以进行高压断路器合闸实操。

在一些实施例中，为了确定系统的具体故障类别，根据低压电流三相电流，计算低压电流零序电流和负序电流，根据零序电流、负序电流及第四预设条件，确定高压配电线路故障类别，具体地：

首先判断低压电流幅值和高压回路电流幅值是否满足式(8)，式(8)如下所示：

其中，

同样为A、B、C三相。若三相电流均满足式(8)，则确定系统存在三相短路故障未消缺。三相短路是指供配电系统中三相导体间的短路。

在一些实施例中，判断零序电流是否满足式(9)，式(9)如下所示：

I_L0≥I_L0set (9)

其中，I_L0为所述低压电流零序电流，I_L0set为所述低压储能预操组装置接入所述高压配电线路时，所述高压配电线路末端短路最小零序电流。若低压电流零序电流满足式(9)，则证明系统存在接地故障未消缺。

在一些实施例中，判断负序电流是否满足式(10)，式(10)如下所示：

I_L2≥I_L2set (10)

其中，I_L2为所述低压电流负序电流，I_L2set为所述低压储能预操组装置接入所述高压配电线路时，所述高压配电线路最大不平衡负序电流。若负序电流满足式(10)，则证明系统存在相间短路故障未消缺，相间短路是指端线与端线之间未经过负载(即用电器)而相连接所造成的电源短路。相间短路只有正序，负序电流，无零序电流。相间短路，也就是说两根带有380V的相间电压的裸线瞬间搭通在一起，它会瞬间爆出耀眼强烈的电弧光及电击响声，随即保护器同时动作跳闸切断电源。因此，该方法可以及时检测出系统中的相间短路故障，防止高压配电系统发生事故。

综上所述，本发明实施例通过低压电流三相电流幅值、正序电流及负序电流及相关预设条件，确定系统是否存在故障及故障的具体类别，该方法可以准确检测系统故障，当故障消缺以后，再闭合高压断路器，进而提升实操可靠性。

在本发明各个实施例中，首先获取高压电流互感器采集的高压回路电流及低压储能预操组装置提供的低压电流，然后根据低压电流及高压回路电流，确定高压配电系统的故障情况。因此，在高压配电系统进行操作之前，低压储能预操组装置对高压回路上的接地刀闸和高压线路进行故障检测，故障状态检测准确可靠，进而提升高压配电系统实操可靠性。

为了详细阐述本发明实施例，本实施例结合图4作出进一步阐述，如下：

利用PSCAD软件建立如图4所示的10kV配网空载线路系统模型进行仿真实验，接入低压储能预操组装置U_L＝380V，Z_L＝1+j1Ω，线路阻抗Z_S＝2+j5Ω，即图2中高压回路阻抗Z_S1+Z_S2。设定I_CTmin＝8A，计算可得：I_Hmin＝32A，计算I_Lmax＝153A，三相功率P_L＝5.2kVA。

首先，在系统正常情况下，即没有刀闸QS_L接地和系统故障情况时，将低压储能预操组装置接入高压配电系统，采用低压电流互感器测量低压电流i_L，采用高压电流互感器测量高压回路电流i_H，电流如图5所示，从图5中可以看出，两个电流的幅值相等，均为10A，该电流实际基本上为电容电流。

然后进行接地刀闸QS_L接地识别与验证。图6是接地刀闸QS_L接地后，投入低压储能预操组装置检测电流情况。其中图6(a)为三相接地时，检测到的各个电流值，图6(b)为两相接地时，检测到的各个电流值，图6(c)为单相接地时，检测到的各个电流值，图6(d)为单相接地伴随高压配电线路近端故障时，检测到的各个电流值；图6中IL、ILrms、IH、IHrns分别为低压电流互感器测量的低压电流及其有效值、高压电流互感器测量的高压回路电流及其有效值。图6中的A相、B相、C相分别为刀闸接地检测识别结果。由图6(a)、(b)、(c)可以看出，高压配电系统在30ms投入低压储能预操组装置，控制器生成控制脉冲控制低压开关闭合，脉冲脉宽时间为60ms，低压储能预操组装置工作，低压电流互感器测量的低压电流由0A突变为152A，而高压电流互感器测量的高压回路电流一直为0A；因此接地刀闸不论是三相接地、两相接地还是单相接地，低压电流互感器测量的低压电流均较大，高压电流互感器测量的高压回路电流非常小，各个电流满足式(5)和式(6)的判决，因此基于电流比较均能够正确识别刀闸接地情况。进一步地，从图6(d)可以看出，在刀闸接地伴随高压配电线路近端故障时，高压电流互感器测量的高压回路电流增大，高压回路电流由0A突变为77A，而低压电流互感器测量的低压电流同样由0A突变为152A，相比较低压电流互感器测量的低压电流变化更大，此时的低压电流和高压回路电流满足式(7)判据，因此可以正确识别出目前的接地刀闸处于三相接地状态，并且高压配电线路出现故障。

再进行系统故障未消缺识别与验证，图7是为高压配电系统F点故障未消，投入低压储能预操组装置检测电流的情况。其中图7(a)为高压配电线路始端故障时，检测到的各个电流值，图7(b)为高压配电线路1/3处故障时，检测到的各个电流值，图7(c)为高压配电线路2/3处故障时，检测到的各个电流值，图7(d)为高压配电线路末端故障时，检测到的各个电流值，图示R_F为高压配电线路是否消缺检测结果。由图7可以看出，高压配电系统在30ms投入低压储能预操组装置，控制器生成控制脉冲控制低压开关闭合，脉冲时间脉宽60ms，低压储能预操组装置开始工作，在投入时间内，高压电流互感器测量的高压回路电流和低压电流互感器测量的低压电流几乎相等，在四个不同位置故障时，电流分别达到152A、73A、35A、21A，均能够满足式(7)判据，因此可以识别出高压配电线路出现故障。进一步地，若需要确定线路故障的具体类别，则判断电流是否式(8)或式(9)或式(10)的判据，进行具体的故障检测识别。

图8是本发明实施例提供一种电子设备的电路原理框图。如图8所示，该控制器400包括一个或多个处理器41以及存储器42。其中，图8中以一个处理器41为例。

处理器41和存储器42可以通过总线或者其他方式连接，图8中以通过总线连接为例。

存储器42作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的检测方法对应的程序指令/模块。处理器41通过运行存储在存储器42中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行上述方法实施例基于低压储能预操组装置的故障检测方法的功能。

存储器42可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器42可选包括相对于处理器41远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器41。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

所述程序指令/模块存储在所述存储器42中，当被所述一个或者多个处理器41执行时，执行上述任意方法实施例中的基于低压储能预操组装置的故障检测方法。

本发明实施例的控制器400以多种形式存在，在执行以上描述的各个步骤。

本发明实施例还提供了一种非易失性计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被一个或多个处理器执行，例如图8中的一个处理器41，可使得上述一个或多个处理器可执行上述任意方法实施例中的基于低压储能预操组装置的故障检测方法。

本发明实施例还提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非易失性计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被电子设备执行时，使所述电子设备执行任一项所述的基于低压储能预操组装置的故障检测方法。

以上所描述的装置或设备实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对相关技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (13)

1.一种基于低压储能预操组装置的故障检测方法，应用于高压配电系统，所述高压配电系统包括高压配电线路、设置在高压回路上的接地刀闸和高压电流互感器，所述低压储能预操组装置电连接在所述高压回路，其特征在于，所述方法包括：

获取所述高压电流互感器采集的高压回路电流，以及所述低压储能预操组装置提供的低压电流，所述低压电流和所述高压回路电流均为三相电流；

判断所述低压电流三相电流幅值和所述高压回路电流三相电流幅值是否满足第三预设条件：

其中，I_Hset为所述低压储能预操组装置接入所述高压配电线路时，所述高压配电线路末端相间短路电流，

为所述低压电流三相电流幅值，

为所述高压回路电流三相电流幅值，

为A、B、C三相，m为倍数，I_Lset为所述接地刀闸处于合闸状态时，所述低压电流的最小电流；

若是，确定所述高压配电线路处于故障状态。

2.根据权利要求1所述的故障检测方法，其特征在于，所述根据所述低压电流及所述高压回路电流，确定所述高压配电系统的故障情况，包括：

判断所述低压电流的电流幅值和所述高压回路电流的电流幅值是否满足第一预设条件；

若是，确定所述接地刀闸处于合闸状态。

3.根据权利要求2所述的故障检测方法，其特征在于，所述第一预设条件为：

4.根据权利要求2所述的故障检测方法，其特征在于，在确定所述接地刀闸处于合闸状态之后，所述根据所述低压电流及所述高压回路电流，确定所述高压配电系统的故障情况，还包括：

判断所述低压电流中的其中一相电流幅值是否满足第二预设条件；

若是，确定与所述其中一相电流对应的接地刀闸处于合闸状态。

5.根据权利要求4所述的故障检测方法，其特征在于，所述第二预设条件为：

6.根据权利要求4所述的故障检测方法，其特征在于，在确定所述高压配电线路处于故障状态之后，还包括：

根据所述低压电流三相电流，计算所述低压电流零序电流和负序电流；

根据所述零序电流、所述负序电流及第四预设条件，确定所述高压配电线路故障类别。

7.根据权利要求6所述的故障检测方法，其特征在于，所述第四预设条件为：

或

I_L0≥I_L0set，

其中，I_L0为所述低压电流零序电流，I_L0set为所述低压储能预操组装置接入所述高压配电线路时，所述高压配电线路末端短路最小零序电流；或

I_L2≥I_L2set，

其中，I_L2为所述低压电流负序电流，I_L2set为所述低压储能预操组装置接入所述高压配电线路时，所述高压配电线路最大不平衡负序电流。

8.一种低压储能预操组装置，应用于高压配电系统，所述高压配电系统包括高压配电线路、设置在高压回路上的接地刀闸和高压电流互感器，其特征在于，所述低压储能预操组装置包括：

低压储能装置，用于提供低压三相电源；

低压电流互感器，与所述低压储能装置连接，用于测量所述低压储能预操组装置的回路电流；

低压开关，与所述低压电流互感器连接，用于控制所述低压储能预操组装置与所述高压配电系统的连接回路；

高压绝缘装置，分别与所述低压开关和所述高压配电系统连接；及

控制器，分别与所述低压储能装置、所述低压电流互感器、所述低压开关、所述高压配电线路、所述高压电流互感器连接，用于：

获取所述高压电流互感器采集的高压回路电流，以及所述低压储能预操组装置提供的低压电流，所述低压电流和所述高压回路电流均为三相电流；

判断所述低压电流三相电流幅值和所述高压回路电流三相电流幅值是否满足第三预设条件：

其中，I_Hset为所述低压储能预操组装置接入所述高压配电线路时，所述高压配电线路末端相间短路电流，

为所述低压电流三相电流幅值，

为所述高压回路电流三相电流幅值，

为A、B、C三相，m为倍数，I_Lset为所述接地刀闸处于合闸状态时，所述低压电流的最小电流；

若是，确定所述高压配电线路处于故障状态。

9.根据权利要求8所述的低压储能预操组装置，其特征在于，所述低压储能装置采用直接接地系统模式。

10.根据权利要求8所述的低压储能预操组装置，其特征在于，所述低压开关的工作模式为短时投切。

11.根据权利要求8所述的低压储能预操组装置，其特征在于，所述高压绝缘装置设置于所述接地刀闸与所述高压电流互感器之间。

12.一种控制器，其特征在于，包括：

至少一个处理器；和

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；

其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如权利要求1至7任一项所述的基于低压储能预操组装置的故障检测方法。

13.一种低压储能预操组系统，应用于高压配电系统，其特征在于，包括权利要求8-11任一项所述的低压储能预操组装置。

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