CN112462314B - 一种用于故障指示器的三相电压测量不对称误差消除方法 - Google Patents

一种用于故障指示器的三相电压测量不对称误差消除方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于故障指示器的三相电压测量不对称误差消除方法，其技术方案包括以下步骤：步骤1，分别计算发生接地故障后的三相电压突变量及突变量的均方根值；步骤2，根据三相电压突变量计算各相电压的缩放系数与平移系数；步骤3，根据缩放系数对三相电压幅值进行缩放，消除三相电压幅值测量不对称误差；步骤4，根据平移系数对三相电压相位进行平移，消除三相电压相位测量不对称误差。本发明利用发生接地故障后的三相电压突变量，实现了在保留电网原有不对称信息的前提下消除故障指示器测量所导致的三相电压不对称，该方法效果明显，易于实现，可在故障判断等配电自动化工作的开展过程中起到实质性作用。

Description

一种用于故障指示器的三相电压测量不对称误差消除方法
技术领域
本发明涉及配电自动化技术领域，尤其涉及一种用于故障指示器的三相电压测量不对称误差消除方法。
背景技术
电压的测量在电网故障判断过程中起决定性作用，目前尤其以故障指示器的三相电压测量问题较为突出。现有的故障指示器对相电压的测量不够准确；同时，故障指示器的各采集单元未直接连通，无法获得相同的参考电位，这也在一定概率上会使所采集到的三相电压信号出现误差。上述两种原因会导致测量的不对称。而电网本身也存在一定程度的不对称，该特征对故障判断等配电自动化工作的开展具有重要意义。因此，探寻在消除故障指示器测量所导致的三相电压不对称误差的同时还能保留电网本身不对称信息的方法是很有必要的。而目前还未发现有效的方法能够在保留电网实际不对称信息的前提下消除故障指示器测量的不对称误差。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足和缺陷，提供了一种用于故障指示器的三相电压测量不对称误差消除方法，实现了在保留电网原有不对称信息的前提下消除故障指示器测量所导致的三相电压不对称误差。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种用于故障指示器的三相电压测量不对称误差消除方法，包括以下步骤：
步骤1：分别计算发生接地故障后的三相电压突变量及突变量的均方根值；
步骤2：根据三相电压突变量计算各相电压的缩放系数与平移系数；
步骤3：根据缩放系数对三相电压幅值进行缩放，消除三相电压幅值测量不对称误差；
步骤4：根据平移系数对三相电压相位进行平移，消除三相电压相位测量不对称误差。
进一步地，所述步骤1中分别计算三相电压突变量的方法为：对每一相电压，逐点将当前数据点的值与其一个工频周期前的数据点的值作差。
进一步地，所述步骤2中各相电压缩放系数k1a、k1b、k1c与平移系数k2a、k2b、k2c计算方法为：
Figure BDA0002797649470000011
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其中，Uamax、Ubmax及Ucmax分别为发生接地故障后a、b、c相电压突变量均方根值的最大值，Tamax、Tbmax及Tcmax分别为发生接地故障后a、b、c相电压突变量均方根值最大值对应的当前数据时刻。
进一步地，所述步骤3中三相电压幅值缩放方法为：各相电压的瞬时值分别除以各相对应的缩放系数。
进一步地，所述步骤4中三相电压相位平移方法为：各相电压的数据时刻分别减去各相对应的平移系数。
本发明的有益技术效果：利用发生接地故障后的三相电压突变量，实现了在保留电网原有不对称信息的前提下消除故障指示器测量所导致的三相电压不对称，该方法效果明显，易于实现，可在故障判断等配电自动化工作的开展过程中起到实质性作用。
附图说明
图1是本发明的总体流程图。
图2是本发明实施例中配电网发生单相接地故障前后的原电压波形。
图3是本发明实施例在图2基础上引入测量不对称误差后的电压波形。
图4是本发明实施例在图3基础上消除测量不对称误差后的电压波形。
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，并不限定本发明。
实施例
如图1所示，一种用于故障指示器的三相电压测量不对称误差消除方法，反映配电网发生单相接地故障前后的原电压波形如图2所示，未发生故障时，AB相幅值之比为1.133，BC相幅值之比为0.9195，CA相幅值之比为0.9603，AB相位差为122.4度，BC相位差为126.0度，CA相位差为111.6度。引入了测量不对称误差后，AB相幅值之比为0.9584，BC相幅值之比为0.797，CA相幅值之比为1.3091，AB相位差为-59.4度，BC相位差为126.0度，CA相位差为66.6度，形成图3所示波形。针对该情况，采取以下步骤：
步骤1：分别计算发生接地故障后的三相电压突变量及突变量的均方根值；分别计算三相电压突变量的方法为：对每一相电压，逐点将当前数据点的值与其一个工频周期前的数据点的值作差。
步骤2：根据三相电压突变量计算各相电压的缩放系数与平移系数；其中各相电压缩放系数k1a、k1b、k1c与平移系数k2a、k2b、k2c计算方法为：
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Figure BDA0002797649470000035
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其中，Uamax、Ubmax及Ucmax分别为发生接地故障后a、b、c相电压突变量均方根值的最大值，Tamax、Tbmax及Tcmax分别为发生接地故障后a、b、c相电压突变量均方根值最大值对应的当前数据时刻。
实施例中得Uamax＝5896.1V、Ubmax＝6969.3V、Ucmax8041.4V、Tamax＝0.1658s、Tbmax＝0.1758s、Tcmax＝0.1758s，代入以上公式得k1a＝0.8461、k1b＝1.0000、k1c＝1.1539、k2a＝-0.0067、k2b＝0.0034、k2c＝0.0033。
步骤3：根据缩放系数对三相电压幅值进行缩放，消除三相电压幅值测量不对称误差；三相电压幅值缩放方法为：各相电压的瞬时值分别除以各相对应的缩放系数。
步骤4：根据平移系数对三相电压相位进行平移，消除三相电压相位测量不对称误差；三相电压相位平移方法为：各相电压的数据时刻分别减去各相对应的平移系数。
最终得到结果如图4所示，此时AB相幅值之比为1.133，BC相幅值之比为0.9195，CA相幅值之比为0.9603，AB相位差为122.4度，BC相位差为126.0度，CA相位差为111.6度，消除了测量不对称误差。
上述实施例是对本发明的具体实施方式的说明，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可做出各种变换和变化以得到相对应的等同的技术方案，因此所有等同的技术方案均应归入本发明的专利保护范围。

Claims (2)

1.一种用于故障指示器的三相电压测量不对称误差消除方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：分别计算发生接地故障后的三相电压突变量及突变量的均方根值；
步骤2：根据三相电压突变量计算各相电压的缩放系数与平移系数；其中各相电压缩放系数k1a、k1b、k1c与平移系数k2a、k2b、k2c计算方法为：
Figure FDA0004143693030000011
Figure FDA0004143693030000012
Figure FDA0004143693030000013
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Figure FDA0004143693030000015
Figure FDA0004143693030000016
其中，Uamax、Ubmax及Ucmax分别为发生接地故障后a、b、c相电压突变量均方根值的最大值，Tamax、Tbmax及Tcmax分别为发生接地故障后a、b、c相电压突变量均方根值最大值对应的当前数据时刻；
步骤3：根据缩放系数对三相电压幅值进行缩放，消除三相电压幅值测量不对称误差；其中三相电压幅值缩放方法为：各相电压的瞬时值分别除以各相对应的缩放系数；
步骤4：根据平移系数对三相电压相位进行平移，消除三相电压相位测量不对称误差；其中三相电压相位平移方法为：各相电压的数据时刻分别减去各对应的平移系数。
2.根据权利要求1所述的一种用于故障指示器的三相电压测量不对称误差消除方法，其特征在于，所述步骤1中分别计算三相电压突变量的方法为：对每一相电压，逐点将当前数据点的值与其一个工频周期前的数据点的值作差。
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