CN112147536A - 一种基于电流量的短路故障快速检测方法 - Google Patents

一种基于电流量的短路故障快速检测方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112147536A
CN112147536A CN202010927600.8A CN202010927600A CN112147536A CN 112147536 A CN112147536 A CN 112147536A CN 202010927600 A CN202010927600 A CN 202010927600A CN 112147536 A CN112147536 A CN 112147536A
Authority
CN
China
Prior art keywords
phase
short
circuit fault
current
detection
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
CN202010927600.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112147536B (zh
Inventor
莫文雄
王勇
朱璐
彭和平
苏海博
刘俊翔
乔胜亚
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.)
Guangzhou Power Supply Bureau of Guangdong Power Grid Co Ltd
Original Assignee
Guangzhou Power Supply Bureau of Guangdong Power Grid Co Ltd
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 Guangzhou Power Supply Bureau of Guangdong Power Grid Co Ltd filed Critical Guangzhou Power Supply Bureau of Guangdong Power Grid Co Ltd
Priority to CN202010927600.8A priority Critical patent/CN112147536B/zh
Publication of CN112147536A publication Critical patent/CN112147536A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112147536B publication Critical patent/CN112147536B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

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
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/52—Testing for short-circuits, leakage current or ground faults
    • 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

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

本发明涉及电力系统短路故障检测技术，具体涉及一种基于电流量的短路故障快速检测方法，通过计算输电线路三相电流特征量；取数据窗并计算三相电流特征量均值；计算三相电流检测量，根据阈值与各相短路故障检测量的大小比较，若任意一相检测量大于阈值，则判断为单相短路故障。若任意两相检测量大于阈值，则判断为两相短路故障。若三相检测量大于阈值，则判断为三相短路故障。该方法通过识别短路故障前后电流特征，利用检测量作为短路故障识别判据，能够快速准确地识别短路故障发生，并判断出故障相别，为断路器快速准确开断故障线路提供了关键技术支撑。

Description

一种基于电流量的短路故障快速检测方法
技术领域
本发明属于电力系统短路故障检测技术领域，尤其涉及一种基于电流量的短路故障快速检测方法。
背景技术
随着电网不断发展壮大，系统的负荷容量快速增长，各类发电机组不断投入，电网中的短路电流水平日益升高。短路电流会产生热效应及电动力，前者会破坏输电线路及设备的绝缘性能，后者会破坏电气设备的结构特性。短路故障发生后，快速准确地检测出短路故障，一方面能使断路器快速开断并切除短路故障线路，减小短路电流对电力系统的冲击时间，另一方面能快速投入限流器，限制短路电流水平，降低断路器的开断容量，避免了短路电流超标引起的断路器无法开断等问题。
短路故障检测技术是断路器快速准确开断故障线路，限流器可靠有效限制短路电流的关键技术。常规短路故障检测方法很多，基于电流瞬时值的短路故障检测方法通过实时检测电流瞬时值，当电流瞬时值大于整定值时，则判断发生了短路故障，这种方法采用的检测判据较为单一，检测判据中包含的故障信息不够，短路故障检测速度不够，通常需要3毫秒及以上时间，难以快速准确地检测出短路故障。大部分短路故障检测方法快速性不够，因此快速准确检测短路故障是亟需解决的关键问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种通过分相电流判据快速检测短路故障及故障相别的方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于电流量的短路故障快速检测方法，包括以下步骤：
步骤1、定义并计算输电线路各相电流特征量；
步骤2、定义检测量为电流特征量之比，并实时计算各相检测量；
步骤3、将不对称短路故障时非故障相检测量最大值的1.2倍作为阈值，实时比较阈值与各相检测量的大小关系，判断短路故障。
在上述的基于电流量的短路故障快速检测方法中，步骤1所述各相电流特征量C(t)为：
Figure BDA0002668975530000021
其中，CA(t)、CB(t)、CC(t)分别为A、B、C三相电流特征量，iA(t)、iB(t)、iC(t)分别为A、B、C三相电流，i′A(t)、i′B(t)、i′C(t)分别为A、B、C三相电流斜率，ω为工频角频率。
在上述的基于电流量的短路故障快速检测方法中，步骤2所述检计算各相检测量D(t)为：
Figure BDA0002668975530000022
Figure BDA0002668975530000023
其中，AA(t)、AB(t)、AC(t)分别为A、B、C各相电流特征量平均值，Ts为数据窗长度，Δt为前后两数据窗的时间间隔，DA(t)、DB(t)、DC(t)分别为A、B、C各相检测量。
在上述的基于电流量的短路故障快速检测方法中，实现步骤3所述故障检测的判据如下：
Figure BDA0002668975530000024
其中，TH代表短路故障检测算法阈值，取值为不对称短路故障时非故障相检测量最大值的1.2倍；若一相检测量大于阈值，则判断为单相短路故障，若两相检测量大于阈值，则判断为两相短路故障，若三相检测量均大于阈值，则判断为三相短路故障。
本发明的有益效果：通过实时采集的电流瞬时值及电流斜率计算各相电流特征量，并在移动时间窗内计算电流瞬时值和电流斜率的平方和均值得到各相电流检测量，最后将各相检测量与阈值大小进行比较，各相检测量中包含的故障信息丰富，故障瞬间检测量变化较快，与故障前检测量幅值具有明显差异，通过识别短路故障前后电流特征，利用检测量作为短路故障识别判据，能快速准确地检测出短路故障及故障相别，为断路器快速开断故障线路以及限流器快速投入限制短路电流提供关键技术支撑。
附图说明
图1：为本发明一个实施例基于电流量的短路故障快速检测方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式进行详细描述。
本实施例通过计算输电线路各相电流特征量；取数据窗并计算各相电流特征量均值；计算各相电流检测量，根据阈值与各相短路故障检测量的大小比较，若任意一相检测量大于阈值，则判断为单相短路故障。若任意两相检测量大于阈值，则判断为两相短路故障。若三相检测量大于阈值，则判断为三相短路故障。
本实施例是通过以下技术方案来实现的，一种基于电流量的短路故障快速检测方法，包括以下步骤：
S1：定义并计算输电线路各相电流特征量；
S2：定义检测量为电流特征量之比，并实时计算各相检测量；
S3：将不对称短路故障时非故障相检测量最大值的1.2倍作为阈值，实时比较阈值与各相检测量的大小关系，若一相检测量大于阈值，则判断为单相短路故障，若两相检测量大于阈值，则判断为两相短路故障，若三相检测量均大于阈值，则判断为三相短路故障。
具体实施时，如图1所示，首先，计算输电线路各相电流特征量C(t)如下：
Figure BDA0002668975530000031
其中，CA(t)、CB(t)、CC(t)分别为A、B、C各相电流特征量，iA(t)、iB(t)、iC(t)分别为A、B、C三相电流，i′A(t)、i′B(t)、i′C(t)分别为A、B、C各相电流斜率，ω为工频角频率。
然后，计算故各相检测量D(t)为：
Figure BDA0002668975530000041
Figure BDA0002668975530000042
其中，AA(t)、AB(t)、AC(t)分别为A、B、C各相电流特征量平均值，Ts为数据窗长度，Δt为前后两数据窗的时间间隔，DA(t)、DB(t)、DC(t)分别为A、B、C各相检测量。
最后，通过比较阈值与各相检测量的大小关系，具体短路故障检测判据如下：
Figure BDA0002668975530000043
其中，TH代表短路故障检测算法阈值，取值为不对称短路故障时非故障相检测量最大值的1.2倍。通过实时计算各相检测量，比较各相检测量与阈值的大小关系，若仅一相检测量大于阈值，则判断为单相短路故障，若仅两相检测量大于阈值，则判断为两相短路故障，若三相检测量均大于阈值，则判断为三相短路故障。
本实施例提出的一种基于电流量的短路故障快速检测方法使用分相判据的检测方法，即A、B、C各相单独进行判断检测，可以实现故障相的辨别。利用了单相电流变化率和电流瞬时值的平方和，检测速度更快。能快速准确检测出短路故障，为断路器快速可靠切断故障线路提供有力保障。
应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。
虽然以上结合附图描述了本发明的具体实施方式，但是本领域普通技术人员应当理解，这些仅是举例说明，可以对这些实施方式做出多种变形或修改，而不背离本发明的原理和实质。本发明的范围仅由所附权利要求书限定。

Claims (4)

1.一种基于电流量的短路故障快速检测方法，其特征是，包括以下步骤：
步骤1、定义并计算输电线路各相电流特征量；
步骤2、定义检测量为电流特征量之比，并实时计算各相检测量；
步骤3、将不对称短路故障时非故障相检测量最大值的1.2倍作为阈值，实时比较阈值与各相检测量的大小关系，判断短路故障。
2.如权利要求1所述的基于电流量的短路故障快速检测方法，其特征是，步骤1所述各相电流特征量C(t)为：
Figure FDA0002668975520000011
其中，CA(t)、CB(t)、CC(t)分别为A、B、C三相电流特征量，iA(t)、iB(t)、iC(t)分别为A、B、C三相电流，i′A(t)、i′B(t)、i′C(t)分别为A、B、C三相电流斜率，ω为工频角频率。
3.如权利要求1所述的基于电流量的短路故障快速检测方法，其特征是，步骤2所述检计算各相检测量D(t)为：
Figure FDA0002668975520000012
Figure FDA0002668975520000013
其中，AA(t)、AB(t)、AC(t)分别为A、B、C各相电流特征量平均值，Ts为数据窗长度，Δt为前后两数据窗的时间间隔，DA(t)、DB(t)、DC(t)分别为A、B、C各相检测量。
4.如权利要求1所述的基于电流量的短路故障快速检测方法，其特征是，实现步骤3所述故障检测的判据如下：
Figure FDA0002668975520000021
其中，TH代表短路故障检测算法阈值，取值为不对称短路故障时非故障相检测量最大值的1.2倍；若一相检测量大于阈值，则判断为单相短路故障，若两相检测量大于阈值，则判断为两相短路故障，若三相检测量均大于阈值，则判断为三相短路故障。
CN202010927600.8A 2020-09-07 2020-09-07 一种基于电流量的短路故障快速检测方法 Active CN112147536B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010927600.8A CN112147536B (zh) 2020-09-07 2020-09-07 一种基于电流量的短路故障快速检测方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010927600.8A CN112147536B (zh) 2020-09-07 2020-09-07 一种基于电流量的短路故障快速检测方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112147536A true CN112147536A (zh) 2020-12-29
CN112147536B CN112147536B (zh) 2022-07-05

Family

ID=73890787

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010927600.8A Active CN112147536B (zh) 2020-09-07 2020-09-07 一种基于电流量的短路故障快速检测方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112147536B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113093085A (zh) * 2021-04-14 2021-07-09 国网新疆电力有限公司电力科学研究院 站域电流互感器二次回路故障检测方法及装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104655980A (zh) * 2014-11-05 2015-05-27 云南电网公司楚雄供电局 一种基于db4小波分解的非本侧电压等级邻近线路短路故障快速识别方法
CN105425093A (zh) * 2015-11-24 2016-03-23 福州大学 一种基于电压检测的短路故障早期辨识方法
CN109470991A (zh) * 2018-10-29 2019-03-15 中电普瑞科技有限公司 一种电力系统线路故障识别方法及系统
CN110261714A (zh) * 2019-06-17 2019-09-20 武汉大学 一种应用于限流器的短路故障快速检测方法
EP3629042A1 (fr) * 2018-09-28 2020-04-01 Schneider Electric Industries SAS Procédé de diagnostic de la cause de déclenchement d'un appareil de protection électrique, appareil auxiliaire et système électrique pour la mise en oeuvre d'un tel procédé
US20200158787A1 (en) * 2017-06-19 2020-05-21 Tianjin University Method for identifying fault types of high voltage direct current transmission line

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104655980A (zh) * 2014-11-05 2015-05-27 云南电网公司楚雄供电局 一种基于db4小波分解的非本侧电压等级邻近线路短路故障快速识别方法
CN105425093A (zh) * 2015-11-24 2016-03-23 福州大学 一种基于电压检测的短路故障早期辨识方法
US20200158787A1 (en) * 2017-06-19 2020-05-21 Tianjin University Method for identifying fault types of high voltage direct current transmission line
EP3629042A1 (fr) * 2018-09-28 2020-04-01 Schneider Electric Industries SAS Procédé de diagnostic de la cause de déclenchement d'un appareil de protection électrique, appareil auxiliaire et système électrique pour la mise en oeuvre d'un tel procédé
CN109470991A (zh) * 2018-10-29 2019-03-15 中电普瑞科技有限公司 一种电力系统线路故障识别方法及系统
CN110261714A (zh) * 2019-06-17 2019-09-20 武汉大学 一种应用于限流器的短路故障快速检测方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113093085A (zh) * 2021-04-14 2021-07-09 国网新疆电力有限公司电力科学研究院 站域电流互感器二次回路故障检测方法及装置
CN113093085B (zh) * 2021-04-14 2024-02-13 国网新疆电力有限公司电力科学研究院 站域电流互感器二次回路故障检测方法及装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN112147536B (zh) 2022-07-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Radojevic et al. New digital algorithm for adaptive reclosing based on the calculation of the faulted phase voltage total harmonic distortion factor
CN110261714B (zh) 一种应用于限流器的短路故障快速检测方法
Chabanloo et al. Overcurrent relays coordination considering transient behaviour of fault current limiter and distributed generation in distribution power network
Nayak et al. Wide-area measurement-based backup protection for power network with series compensation
CN109444644A (zh) 基于暂态量差动的配电网单相接地故障选线方法
CN108988305B (zh) 一种直流配电网系统的保护方法
CN109217270B (zh) 一种直流线路分段式定时限过流保护方法与装置
CN108226708A (zh) 一种含mmc多端直流电网的快速故障判别方法
CN110108964B (zh) 基于物联网的电力系统监控对象故障录波数据处理方法
CN112147536B (zh) 一种基于电流量的短路故障快速检测方法
CN112886532A (zh) 一种基于多源信息的输电线路自适应重合闸方法和系统
CN110794340A (zh) 一种高压架空线的断线保护方法及电路
CN108521116B (zh) 一种用于对输电线路纵向故障进行识别的方法及系统
CN111398851A (zh) 一种mmc-hvdc直流输电线路故障检测方法
Zainan et al. A fast pilot protection for DC distribution networks considering the whole fault process
CN109470991A (zh) 一种电力系统线路故障识别方法及系统
CN107942204B (zh) 一种直流汇集电缆的综合保护方法及装置
CN108120902B (zh) 一种输电线路故障快速判别方法
CN112557961B (zh) 一种双馈风电场送出线故障判别方法
Xue et al. Fault location principle and 2‐step isolation scheme for a loop‐type DC grid
Ahmadi-khaneghahi et al. A fast and robust local-based protection algorithm based on the high-frequency transient for HVDC grid
CN108429229B (zh) 断路器选相重合闸过程中空载变压器励磁涌流的判别方法
CN110609195B (zh) 一种微电网接地与相间故障的识别方法及系统
CN106199228B (zh) 用于电网系统的分布式电源孤岛的判断方法和判断系统
CN109444565B (zh) 一种基于电压相位波动特征的单相永久性故障识别方法

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