CN111796212B - 一种小电流接地系统单相接地故障选相方法、系统及设备 - Google Patents

一种小电流接地系统单相接地故障选相方法、系统及设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种小电流接地系统单相接地故障选相方法、系统及设备。本发明通过计算小电流接地系统正常运行时的相电压Uφ以及发生单相接地故障后小电流接地系统的三相电压值；基于最大相电压
Figure DDA0002653074770000011
中间相电压
Figure DDA0002653074770000012
最小相电压
Figure DDA0002653074770000013
正常运行时的相电压Uφ以及中性点的运行方式，判断发生单相接地故障的故障相；适用于小电流接地系统各种中性点的运行方式，在中性点不接地、中性点经消弧线圈过补偿、中性点经消弧线圈欠补偿的情况下都能正确选择出故障相，且同样适用金属性接地、经较高过渡电阻接地等情况，局限性小，适用性强；解决了现有技术中的小电流接地系统单相接地故障选相方法的局限性比较大，在部分情况下存在着单相接地故障选相错误的技术问题。

Description

一种小电流接地系统单相接地故障选相方法、系统及设备
技术领域
本发明涉及电力领域，尤其涉及一种小电流接地系统单相接地故障选相方法、系统及设备。
背景技术
目前，我国66kV及以下配电网络中性点主要是以小电流接地运行方式为主。小电流接地系统允许短时间单相接地运行，而接地运行会引起过电压危及设备安全,故借用接地选线装置将故障馈线准确反映出来，避免了轮换拉闸选线的弊端。进一步来说，迅速可靠确定故障相，会对缩短消除故障点的处理时间提供帮助。
国内研究人员提出了基于有效值最大的故障后相电压的选相方案，即取有效值最大的故障后相电压的超前或滞后相为故障相。在金属性接地故障情况下，由于健全两相有效值相同，因此该方案在金属性接地故障情况下失效。此外，国内选线装置有采用故障后相电压最小相为故障相的选相方案，该方案在系统电容电流较大时且过渡电阻较高时容易发生误判。
综上所述，现有技术中的小电流接地系统单相接地故障选相方法的局限性比较大，在部分情况下存在着单相接地故障选相错误的技术问题。
发明内容
本发明提供了一种小电流接地系统单相接地故障选相方法、系统及设备，用于解决现有技术中的小电流接地系统单相接地故障选相方法的局限性比较大，在部分情况下存在着单相接地故障选相错误的技术问题。
本发明提供的一种小电流接地系统单相接地故障选相方法，所述方法包括以下步骤：
计算小电流接地系统正常运行时的相电压Uφ；
判断小电流接地系统是否发生单相接地故障；若是，计算发生单相接地故障后小电流接地系统的三相电压值；
将三相电压值中的每一相电压值从大到小进行排序，得到最大相电压
Figure BDA0002653074750000021
中间相电压
Figure BDA0002653074750000022
以及最小相电压
Figure BDA0002653074750000023
判断
Figure BDA0002653074750000024
是否成立，若成立，则
Figure BDA0002653074750000025
对应的相为故障相；若不成立，判断
Figure BDA0002653074750000026
是否成立，若成立，则
Figure BDA0002653074750000027
对应的相为故障相；若不成立，判断系统中性点运行方式，若中性点不接地，则
Figure BDA0002653074750000028
对应的相的滞后相为故障相；若中性点经消弧线圈过补偿，则
Figure BDA0002653074750000029
对应的相的超前相为故障相；若中性点经消弧线圈欠补偿，则
Figure BDA00026530747500000210
对应的相的滞后相为故障相。
优选的，判断中性点经消弧线圈过补偿或中性点经消弧线圈欠补偿的具体过程为：
获取小电流接地系统投入使用的消弧线圈电感、电缆线路长度和架空线长度，计算小电流接地系统的配网线路零序电容之和，基于配网线路零序电容之和判断中性点的运行方式为中性点经消弧线圈过补偿或中性点经消弧线圈欠补偿。
优选的，基于配网线路零序电容之和判断中性点的运行方式为中性点经消弧线圈过补偿或中性点经消弧线圈欠补偿具体过程为：
基于配网线路零序电容之和计算补偿度；
若补偿度大于零，则中性点的运行方式为中性点经消弧线圈过补偿；若补偿度小于零，则中性点的运行方式为中性点经消弧线圈欠补偿。
优选的，基于配网线路零序电容之和计算补偿度的计算公式为：
Figure BDA00026530747500000211
其中，p为补偿度；C∑为配网线路零序电容之和，L为小电流接地系统投入使用的消弧线圈电感之和，ω为工频角频率。
优选的，计算小电流接地系统正常运行时的相电压Uφ的具体公式为：
Figure BDA0002653074750000031
其中，ω为工频角频率，T为周期，t为采样时间。
一种小电流接地系统单相接地故障选相系统，包括正常电压计算模块、故障电压计算模块、排序模块以及故障相判别模块；
正常电压计算模块用于计算小电流接地系统正常运行时的相电压Uφ；
故障电压计算模块用于判断小电流接地系统是否发生单相接地故障；若是，计算发生单相接地故障后小电流接地系统的三相电压值；
排序模块用于将三相电压值中的每一相电压值从大到小进行排序，得到最大相电压
Figure BDA0002653074750000032
中间相电压
Figure BDA0002653074750000033
以及最小相电压
Figure BDA0002653074750000034
故障相判别模块判断
Figure BDA0002653074750000035
是否成立，若成立，则
Figure BDA0002653074750000036
对应的相为故障相；若不成立，判断
Figure BDA0002653074750000037
是否成立，若成立，则
Figure BDA0002653074750000038
对应的相为故障相；若不成立，判断系统中性点运行方式，若中性点不接地，则
Figure BDA0002653074750000039
对应的相的滞后相为故障相；若中性点经消弧线圈过补偿，则
Figure BDA00026530747500000310
对应的相的超前相为故障相；若中性点经消弧线圈欠补偿，则
Figure BDA00026530747500000311
对应的相的滞后相为故障相。
优选的，故障相判别模块用于判断中性点经消弧线圈过补偿或中性点经消弧线圈欠补偿的过程包括：
获取小电流接地系统投入使用的消弧线圈电感参数、电缆线路长度和架空线长度，计算小电流接地系统的配网线路零序电容之和，基于配网线路零序电容之和判断中性点的运行方式为中性点经消弧线圈过补偿或中性点经消弧线圈欠补偿。
优选的，故障相判别模块用于基于配网线路零序电容之和判断中性点的运行方式为中性点经消弧线圈过补偿或中性点经消弧线圈欠补偿具体过程包括：
基于配网线路零序电容之和计算补偿度；
若补偿度大于零，则中性点的运行方式为中性点经消弧线圈过补偿；若补偿度小于零，则中性点的运行方式为中性点经消弧线圈欠补偿。
优选的，故障相判别模块用于基于配网线路零序电容之和计算补偿度的计算公式为：
Figure BDA0002653074750000041
其中，p为补偿度；C∑为配网线路零序电容之和，L为小电流接地系统投入使用的消弧线圈电感之和，ω为工频角频率。
一种小电流接地系统单相接地故障选相设备，包括处理器以及存储器；
所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；
所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行上述的一种小电流接地系统单相接地故障选相方法。
从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：
本发明实施例通过计算小电流接地系统正常运行时的相电压Uφ以及计算发生单相接地故障后小电流接地系统的三相电压值；基于最大相电压
Figure BDA0002653074750000042
中间相电压
Figure BDA0002653074750000043
最小相电压
Figure BDA0002653074750000044
正常运行时的相电压Uφ以及中性点的运行方式，判断发生单相接地故障的故障相；本发明实施例适用于小电流接地系统各种中性点的运行方式，在中性点不接地、中性点经消弧线圈过补偿、中性点经消弧线圈欠补偿的情况下都能正确选择出故障相，且同样适用于金属性接地、经较高过渡电阻接地等情况，局限性小，适用性强；解决了现有技术中的小电流接地系统单相接地故障选相方法的局限性比较大，在部分情况下存在着单相接地故障选相错误的技术问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的一种小电流接地系统单相接地故障选相方法、系统及设备的方法流程图。
图2为本发明实施例提供的一种小电流接地系统单相接地故障选相方法、系统及设备的系统框架图。
图3为本发明实施例提供的一种小电流接地系统单相接地故障选相方法、系统及设备的设备框架图。
图4为本发明实施例提供的一种10kV配电线路模型的结构示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种小电流接地系统单相接地故障选相方法、系统及设备，用于解决现有技术中的小电流接地系统单相接地故障选相方法的局限性比较大，在部分情况下存在着单相接地故障选相错误的技术问题。
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图1，图1为本发明实施例提供的一种小电流接地系统单相接地故障选相方法、系统及设备的方法流程图。
本发明实施例提供的一种小电流接地系统单相接地故障选相方法，所述方法包括以下步骤：
从小电流接地系统的后台服务器中获取小电流接地系统正常运行时的相电压时域表达式，根据相电压时域表达式计算小电流接地系统正常运行时的相电压有效值Uφ；
判断小电流接地系统是否发生单相接地故障；若是，获取发生单相接地故障后第4个三相电压周波的采样值计算故障后三相电压有效值；需要进一步说明的是，选取发生单相接地故障后第4个三相电压能够稳定反映出发生故障后三相电压的采样值，避免后续计算误差。
将三相电压值中的每一相电压值从大到小进行排序，得到最大相电压
Figure BDA0002653074750000061
中间相电压
Figure BDA0002653074750000062
以及最小相电压
Figure BDA0002653074750000063
通过对每一相电压值进行按照电压值大小进行排序，以便于后续查找出发生单相接地故障的相。
判断
Figure BDA0002653074750000064
是否成立，若成立，则
Figure BDA0002653074750000065
对应的相为故障相；若不成立，判断
Figure BDA0002653074750000066
是否成立，若成立，则
Figure BDA0002653074750000067
对应的相为故障相；若不成立，判断系统中性点运行方式，若中性点不接地，则
Figure BDA0002653074750000068
对应的相的滞后相为故障相；若中性点经消弧线圈过补偿，则
Figure BDA0002653074750000069
对应的相的超前相为故障相；若中性点经消弧线圈欠补偿，则
Figure BDA00026530747500000610
对应的相的滞后相为故障相，通过层层筛选，从而最终判别出发生单相接地故障的相。
本发明实施例适用于小电流接地系统各种中性点的运行方式，在中性点不接地、中性点经消弧线圈过补偿、中性点经消弧线圈欠补偿的情况下都能正确选择出故障相，且同样适用于金属性接地、经较高过渡电阻接地等情况，局限性小，适用性强；解决了现有技术中的小电流接地系统单相接地故障选相方法的局限性比较大，在部分情况下存在着单相接地故障选相错误的技术问题。
实施例2
如图1所示，本发明实施例提供的一种小电流接地系统单相接地故障选相方法，所述方法包括以下步骤：
从小电流接地系统的后台服务器中获取小电流接地系统正常运行时的相电压时域表达式，根据相电压时域表达式计算小电流接地系统正常运行时的相电压有效值Uφ；
需要进一步说明的是，计算小电流接地系统正常运行时的相电压有效值Uφ的具体公式为：
Figure BDA00026530747500000611
其中，ω为工频角频率，T为周期，t为采样时间。
基于梯形积分法计算式(1)，计算过程如式(2)所示：
Figure BDA0002653074750000071
其中，N为一个周期内的采样点数，k为采样次数。
需要进一步说明的是，由于公式(1)自身具有滤波作用，能够消除小电流接地系统中的谐波，使得计算出的相电压值更加精准。
判断小电流接地系统是否发生单相接地故障；若是，获取发生单相接地故障后第4个三相电压周波的采样值计算故障后三相电压有效值；需要进一步说明的是，选取发生单相接地故障后第4个三相电压能够稳定反映出发生故障后三相电压的采样值，避免后续计算误差。
将三相电压值中的每一相电压值从大到小进行排序，得到最大相电压
Figure BDA0002653074750000072
中间相电压
Figure BDA0002653074750000073
以及最小相电压
Figure BDA0002653074750000074
通过对每一相电压值进行按照电压值大小进行排序，以便于后续查找出发生单相接地故障的相。
判断
Figure BDA0002653074750000075
是否成立，若成立，则
Figure BDA0002653074750000076
对应的相为故障相；若不成立，判断
Figure BDA0002653074750000077
是否成立，若成立，则
Figure BDA0002653074750000078
对应的相为故障相；若不成立，判断系统中性点运行方式，若中性点不接地，则
Figure BDA0002653074750000079
对应的相的滞后相为故障相；若中性点接消弧线圈，则需判断中性点的运行方式为欠补偿还是过补偿；若中性点经消弧线圈过补偿，则
Figure BDA00026530747500000710
对应的相的超前相为故障相；若中性点经消弧线圈欠补偿，则
Figure BDA00026530747500000711
对应的相的滞后相为故障相，通过层层筛选，从而最终判别出发生单相接地故障的相。
需要进一步说明的是，基于配网线路零序电容之和判断中性点的运行方式为中性点经消弧线圈过补偿或中性点经消弧线圈欠补偿具体过程为：
基于配网线路零序电容之和计算补偿度，计算公式如下所示：
Figure BDA00026530747500000712
其中，p为补偿度；C∑为配网线路零序电容之和，L为小电流接地系统投入使用的消弧线圈电感之和，ω为工频角频率。
若补偿度大于零，则中性点的运行方式为中性点经消弧线圈过补偿；若补偿度小于零，则中性点的运行方式为中性点经消弧线圈欠补偿。
需要进一步说明的是，tanα＝3ωRC∑|p|，α为电压向量角，如果设故障相电压为参考相量，则α为中性点电压与坐标系X轴的夹角；R为过渡电阻值，当α＝50°时
Figure BDA0002653074750000081
α＜50°，即
Figure BDA0002653074750000082
时，电压最小值对应的相为故障相。α＝40°时
Figure BDA0002653074750000083
α＜40°即
Figure BDA0002653074750000084
时电压最小值对应的相为故障相，否则需要根据中性点运行方式来判断。
实施例3
如图2所示，一种小电流接地系统单相接地故障选相系统，包括正常电压计算模块201、故障电压计算模块202、排序模块203以及故障相判别模块204；
正常电压计算模块201用于计算小电流接地系统正常运行时的相电压Uφ；
故障电压计算模块202用于判断小电流接地系统是否发生单相接地故障；若是，计算发生单相接地故障后小电流接地系统的三相电压值；
排序模块203用于将三相电压值中的每一相电压值从大到小进行排序，得到最大相电压
Figure BDA0002653074750000085
中间相电压
Figure BDA0002653074750000086
以及最小相电压
Figure BDA0002653074750000087
故障相判别模块204用于判断
Figure BDA0002653074750000088
是否成立，若成立，则
Figure BDA0002653074750000089
对应的相为故障相；若不成立，判断
Figure BDA00026530747500000810
是否成立，若成立，则
Figure BDA00026530747500000811
对应的相为故障相；若不成立，判断系统中性点运行方式，若中性点不接地，则
Figure BDA00026530747500000812
对应的相的滞后相为故障相；若中性点接消弧线圈，则需判断中性点的运行方式为欠补偿还是过补偿；若中性点经消弧线圈过补偿，则
Figure BDA00026530747500000813
对应的相的超前相为故障相；若中性点经消弧线圈欠补偿，则
Figure BDA00026530747500000814
对应的相的滞后相为故障相。
作为一个优选的实施例，故障相判别模块用于判断中性点经消弧线圈过补偿或中性点经消弧线圈欠补偿的过程包括：
获取小电流接地系统投入使用的消弧线圈电感参数、电缆线路长度和架空线长度，计算小电流接地系统的配网线路零序电容之和，基于配网线路零序电容之和判断中性点的运行方式为中性点经消弧线圈过补偿或中性点经消弧线圈欠补偿。
作为一个优选的实施例，故障相判别模块用于基于配网线路零序电容之和判断中性点的运行方式为中性点经消弧线圈过补偿或中性点经消弧线圈欠补偿具体过程包括：
基于配网线路零序电容之和计算补偿度；
若补偿度大于零，则中性点的运行方式为中性点经消弧线圈过补偿；若补偿度小于零，则中性点的运行方式为中性点经消弧线圈欠补偿。
作为一个优选的实施例，故障相判别模块用于基于配网线路零序电容之和计算补偿度的计算公式为：
Figure BDA0002653074750000091
其中，p为补偿度；C∑为配网线路零序电容之和，L为小电流接地系统投入使用的消弧线圈电感之和，ω为工频角频率。
如图3所示，一种小电流接地系统单相接地故障选相设备30，所述设备包括处理器300以及存储器301；
所述存储器301用于存储程序代码302，并将所述程序代码302传输给所述处理器；
所述处理器300用于根据所述程序代码302中的指令执行上述的一种小电流接地系统单相接地故障选相方法中的步骤。
示例性的，所述计算机程序302可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器301中，并由所述处理器300执行，以完成本申请。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序302在所述终端设备30中的执行过程。
所述终端设备30可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述终端设备可包括，但不仅限于，处理器300、存储器301。本领域技术人员可以理解，图3仅仅是终端设备30的示例，并不构成对终端设备30的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器300可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-ProgrammaBle GateArray，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
所述存储器301可以是所述终端设备30的内部存储单元，例如终端设备30的硬盘或内存。所述存储器301也可以是所述终端设备30的外部存储设备，例如所述终端设备30上配备的插接式硬盘，智能存储卡(SmartMedia Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器301还可以既包括所述终端设备30的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器301用于存储所述计算机程序以及所述终端设备所需的其他程序和数据。所述存储器301还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
实施例4
在本实施例中，基于PSCAD仿真构建10kV配电线路模型，10kV配电线路模型的结构如图4所示，图4中BRK为断路器，10kV配电线路模型的参数为：电源为110kv；变压器YnY接线，变比为110:10；线路参数：line1、line2以及line3为架空线，line4、line5以及line6为电缆线路，架空线路和电缆线路的参数如表1和表2所示；每条线路的长度为5km，0.2s时刻A相故障发生在line 2的line21和line22之间。
表1架空线路参数
Table 1 Parameters of overhead line
Figure BDA0002653074750000111
表2电缆线路参数
Table 2 Parameters of cable line
Figure BDA0002653074750000112
若有消弧线圈，则欠补偿补偿度为-8％，消弧线圈电感值为0.85572H，过补偿补偿度为8％，消弧线圈电感值为0.72895H，负荷用星型阻抗代替。
设置采样频率为1k Hz，则故障前A相电压1个周波采样数据如表3所示。
表3
采样时刻 采样序列 采样值
0.18 0 -0.04626
0.181 1 2.475163
0.182 2 4.754304
0.183 3 6.568061
0.184 4 7.73889
0.185 5 8.152183
0.186 6 7.767484
0.187 7 6.622448
0.188 8 4.829162
0.189 9 2.563164
0.19 10 0.046265
0.191 11 -2.47516
0.192 12 -4.7543
0.193 13 -6.56806
0.194 14 -7.73889
0.195 15 -8.15218
0.196 16 -7.76748
0.197 17 -6.62245
0.198 18 -4.82916
0.199 19 -2.56316
利用公式(1)以及公式(2)进行计算，得到正常运行时的相电压Uφ＝8.15；获取发生单相接地故障后三相电压仿真值，利用本发明实施例提出的一种小电流接地系统单相接地故障选相方法进行选相，选相结果如下表4、表5以及表6所示：
表4
过度电阻(Ω)(中性点不接地) A相电压幅值 B相电压幅值 C相电压幅值 选相结果
0 0.103 14.05 14.13 A
50 1.721 13.053 14.768 A
100 3.163 11.785 14.89 A
150 4.33 10.523 14.664 A
200 5.214 9.426 14.248 A
250 5.874 8.556 13.76 A
300 6.354 7.909 13.273 A
350 6.717 7.451 12.81 A
400 6.99 7.137 12.411 A
450 7.19 6.933 12.049 A
500 7.34 6.806 11.731 A
600 7.57 6.697 11.21 A
1000 7.93 6.87 10.026 A
2000 8.098 7.379 9.069 A
表5
过度电阻(Ω)(欠补偿) A相电压幅值 B相电压幅值 C相电压幅值 选相结果
0 0.102 14.05 14.131 A
500 1.382 13.214 14.582 A
1000 2.573 12.23 14.74 A
1500 3.6 11.21 14.665 A
2000 4.446 10.258 14.423 A
2500 5.124 9.414 14.079 A
3000 5.689 8.716 13.697 A
3500 6.136 8.146 13.3 A
4000 6.51 7.691 12.925 A
4500 6.808 7.334 12.573 A
5000 7.04 7.079 12.235 A
5100 7.105 7.035 12.18 A
5200 7.125 6.993 12.117 A
5300 7.189 6.954 12.056 A
6000 7.443 6.74 11.664 A
7000 7.723 6.573 11.195 A
8000 7.919 6.509 10.804 A
9000 8.072 6.504 10.484 A
10000 8.178 6.536 10.219 A
表6
过度电阻(Ω)(过补偿) A相电压幅值 B相电压幅值 C相电压幅值 选相结果
0 0.11 14.05 14.116 A
500 1.216 14.5 13.3 A
1000 2.402 14.681 12.338 A
1500 3.43 14.622 11.33 A
2000 4.282 14.392 10.387 A
2500 4.967 14.07 9.559 A
3000 5.533 13.708 8.857 A
3500 6 13.333 8.277 A
4500 6.681 12.642 7.457 A
5100 7.002 12.276 7.132 A
5200 7.047 12.218 7.082 A
5300 7.09 12.161 7.045 A
5400 7.132 12.104 7.004 A
6000 7.357 11.787 6.807 A
7000 7.642 11.338 6.613 A
8000 7.855 10.965 6.524 A
9000 8.008 10.654 6.502 A
10000 8.129 10.395 6.517 A
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为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单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，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)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccess Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；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发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种小电流接地系统单相接地故障选相方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
计算小电流接地系统正常运行时的相电压Uφ；
判断小电流接地系统是否发生单相接地故障；若是，计算发生单相接地故障后小电流接地系统的三相电压值；
将三相电压值中的每一相电压值从大到小进行排序，得到最大相电压
Figure FDA0002653074740000011
中间相电压
Figure FDA0002653074740000012
以及最小相电压
Figure FDA0002653074740000013
判断
Figure FDA0002653074740000014
是否成立，若成立，则
Figure FDA0002653074740000015
对应的相为故障相；若不成立，判断
Figure FDA0002653074740000016
是否成立，若成立，则
Figure FDA0002653074740000017
对应的相为故障相；若不成立，判断系统中性点运行方式，若中性点不接地，则
Figure FDA0002653074740000018
对应的相的滞后相为故障相；若中性点经消弧线圈过补偿，则
Figure FDA0002653074740000019
对应的相的超前相为故障相；若中性点经消弧线圈欠补偿，则
Figure FDA00026530747400000110
对应的相的滞后相为故障相。
2.根据权利要求1所述的一种小电流接地系统单相接地故障选相方法，其特征在于，判断中性点经消弧线圈过补偿或中性点经消弧线圈欠补偿的具体过程为：
获取小电流接地系统投入使用的消弧线圈电感、电缆线路长度和架空线长度，计算小电流接地系统的配网线路零序电容之和，基于配网线路零序电容之和判断中性点的运行方式为中性点经消弧线圈过补偿或中性点经消弧线圈欠补偿。
3.根据权利要求2所述的一种小电流接地系统单相接地故障选相方法，其特征在于，基于配网线路零序电容之和判断中性点的运行方式为中性点经消弧线圈过补偿或中性点经消弧线圈欠补偿具体过程为：
基于配网线路零序电容之和计算补偿度；
若补偿度大于零，则中性点的运行方式为中性点经消弧线圈过补偿；若补偿度小于零，则中性点的运行方式为中性点经消弧线圈欠补偿。
4.根据权利要求3所述的一种小电流接地系统单相接地故障选相方法，其特征在于，基于配网线路零序电容之和计算补偿度的计算公式为：
Figure FDA0002653074740000021
其中，p为补偿度；C∑为配网线路零序电容之和，L为小电流接地系统投入使用的消弧线圈电感之和，ω为工频角频率。
5.根据权利要求1所述的一种小电流接地系统单相接地故障选相方法，其特征在于，计算小电流接地系统正常运行时的相电压Uφ的具体公式为：
Figure FDA0002653074740000022
其中，ω为工频角频率，T为周期，t为采样时间。
6.一种小电流接地系统单相接地故障选相系统，其特征在于，包括正常电压计算模块、故障电压计算模块、排序模块以及故障相判别模块；
正常电压计算模块用于计算小电流接地系统正常运行时的相电压Uφ；
故障电压计算模块用于判断小电流接地系统是否发生单相接地故障；若是，计算发生单相接地故障后小电流接地系统的三相电压值；
排序模块用于将三相电压值中的每一相电压值从大到小进行排序，得到最大相电压
Figure FDA0002653074740000023
中间相电压
Figure FDA0002653074740000024
以及最小相电压
Figure FDA0002653074740000025
故障相判别模块用于判断
Figure FDA0002653074740000026
是否成立，若成立，则
Figure FDA0002653074740000027
对应的相为故障相；若不成立，判断
Figure FDA0002653074740000028
是否成立，若成立，则
Figure FDA0002653074740000029
对应的相为故障相；若不成立，判断系统中性点运行方式，若中性点不接地，则
Figure FDA00026530747400000210
对应的相的滞后相为故障相；若中性点经消弧线圈过补偿，则
Figure FDA00026530747400000211
对应的相的超前相为故障相；若中性点经消弧线圈欠补偿，则
Figure FDA00026530747400000212
对应的相的滞后相为故障相。
7.根据权利要求6所述的一种小电流接地系统单相接地故障选相系统，其特征在于，故障相判别模块用于判断中性点经消弧线圈过补偿或中性点经消弧线圈欠补偿的过程包括：
获取小电流接地系统投入使用的消弧线圈电感参数、电缆线路长度和架空线长度，计算小电流接地系统的配网线路零序电容之和，基于配网线路零序电容之和判断中性点的运行方式为中性点经消弧线圈过补偿或中性点经消弧线圈欠补偿。
8.根据权利要求7所述的一种小电流接地系统单相接地故障选相系统，其特征在于，故障相判别模块用于基于配网线路零序电容之和判断中性点的运行方式为中性点经消弧线圈过补偿或中性点经消弧线圈欠补偿具体过程包括：
基于配网线路零序电容之和计算补偿度；
若补偿度大于零，则中性点的运行方式为中性点经消弧线圈过补偿；若补偿度小于零，则中性点的运行方式为中性点经消弧线圈欠补偿。
9.根据权利要求8所述的一种小电流接地系统单相接地故障选相系统，其特征在于，故障相判别模块用于基于配网线路零序电容之和计算补偿度的计算公式为：
Figure FDA0002653074740000031
其中，p为补偿度；C∑为配网线路零序电容之和，L为小电流接地系统投入使用的消弧线圈电感之和，ω为工频角频率。
10.一种小电流接地系统单相接地故障选相设备，其特征在于，包括处理器以及存储器；
所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；
所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行权利要求1～5任一项所述的一种小电流接地系统单相接地故障选相方法。
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