CN112630599A - 一种不依赖电压极性的小电流接地故障定位方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种不依赖电压极性的小电流接地故障定位方法及系统，属于电力技术领域，包括所有设备均采用高速采样并根据高速采样数据实时进行故障检测；所有设备均通过乒乓原理进行数据同步后，以首次检测到满足故障检测判别条件的时刻作为故障时刻，记为t＝0ms的时刻；并将t＝0ms的零序电流采样值打上时标，传送到对侧，进行暂态零模电流相关性系数判别，确定故障位置，解决了在通过小电流接地故障的选线后，无法定位具体的故障段的技术问题，本发明不依赖两侧电压信息，只通过同步过后电流的相关性即可判别出区内外故障区域，杜绝了误判方向的事件。
Description
技术领域
本发明属于电力技术领域，尤其涉及一种不依赖电压极性的小电流接地故障定位方法及系统。
背景技术
如今，在我国的配电网中，大部分采用小电流接地的运行方式。单相接地短路的概率能达到80％左右，在发生故障时，仅仅是由线路的对地电容使大地和故障线路之间产生通路，所以短路电流值不大，故障后，由于系统电压仍然有对称关系，线电压值未变化，没有破坏正常的负荷供电，所以故障后可让系统再运行1～2个小时。但是，单相接地后，相电压会升高到自身的√3倍，故不切除故障而继续长期运行，就可能破坏装置绝缘，引起弧光过电压，引发相间故障，进而危及到系统。
由于小电流接地选线目前已经有诸多检测方法，有基于故障产生的稳态信号的判别方法，也有基于故障产生的暂态信号的判别方法，首半波法，暂态方向法，暂态零模电流极性法等，通过这些方法，可以选出有小电流接地故障的线路，但仍需要检测出故障点所处的区段，才能进一步缩短故障隔离或者查找与修复的时间。
而进行故障检测判别时，由于很多现场是改造的原因，PT已投运，PT柜无法抽出观看，无法通过别的有效手段，区别出零序PT的极性，而零序CT有单独的抽头，虽然通过传统的极性检测方法，测量出极性，但是如果此时PT极性接反，传统暂态零模极性法会因为依赖电压，误判出方向。
发明内容
本发明的目的是提供一种不依赖电压极性的小电流接地故障定位方法及系统，解决了在通过小电流接地故障的选线后，无法定位具体的故障段的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种不依赖电压极性的小电流接地故障定位方法，包括所有设备均采用高速采样并根据高速采样数据实时进行故障检测；
所有设备均通过乒乓原理进行数据同步后，以首次检测到满足故障检测判别条件的时刻作为故障时刻，记为t＝0ms的时刻；并将t＝0ms的零序电流采样值打上时标，传送到对侧，进行暂态零模电流相关性系数判别，确定故障位置。
优选的，所有所述设备均采用光纤通信。
优选的，所述暂态零模电流相关性系数判别为对线路两侧发生电压突变时刻的电流值进行相关性判别。
优选的，在进行暂态零模电流相关性系数判别时，具体包括：当暂态零模电流相关性系数判为正相关时，选出故障就在两个开关站之间的主干线上，并切除故障；
当暂态零模电流相关性系数判为负相关时，表明故障为区外。
一种不依赖电压极性的小电流接地故障定位系统，包括建立小电流接地配电网中的配电线路，配电线路中设有多个设备，设备将配电线路分成了数个线路区段。
优选的，所述设备为配变终端。
本发明所述的一种不依赖电压极性的小电流接地故障定位方法及系统，解决了在通过小电流接地故障的选线后，无法定位具体的故障段的技术问题，本发明不依赖两侧电压信息，只通过同步过后电流的相关性即可判别出区内外故障区域，杜绝了误判方向的事件。
附图说明
图1是本发明的系统架构示意图；
图2是本发明的暂态零模电流分布特征的等效网络图；
图3是本发明的流程图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
由图1-图3所示的一种不依赖电压极性的小电流接地故障定位方法，包括所有设备均采用高速采样并根据高速采样数据实时进行故障检测；
所有设备均通过乒乓原理进行数据同步后，以首次检测到满足故障检测判别条件的时刻作为故障时刻，记为t＝0ms的时刻；并将t＝0ms的零序电流采样值打上时标，传送到对侧，进行暂态零模电流相关性系数判别，确定故障位置。
优选的，所有所述设备均采用光纤通信。
优选的，所述暂态零模电流相关性系数判别为对线路两侧发生电压突变时刻的电流值进行相关性判别。
优选的，在进行暂态零模电流相关性系数判别时，具体包括：当暂态零模电流相关性系数判为正相关时，选出故障就在两个开关站之间的主干线上，并切除故障；
当暂态零模电流相关性系数判为负相关时，表明故障为区外。
如图3所示为本实施例的流程图，具体包括：
步骤1：两侧光纤通过乒乓原理，计算出两个传输数据的数据差，并根据此时间差，进行数据的同步(即进行运算时，两侧的数据是同时刻的)；
步骤2：将装置设置成采用较高采用率，主要用于检测故障发生时刻；例如高采样率12000Hz，既每个周波240个采样点。设备针对高速采样的零序电压数据进行比较，某一个时刻的采样点，和上一周波(240点前)同一时刻的值进行差值比较，当电压的变化量大于预先设置的变化量门槛时，则判定系统有异常，保护装置进行启动装置，并记录故障的起始时刻为t＝0ms；
步骤3：将高速采样后，零序电流值迅速的传到对侧，在零序电压突变时刻开始的2ms内，进行暂态零模电流相关性判别，定义线路m的暂态零模电流相关性系数为：
其中，i为电流值，t为时间，M和N分别代表M侧和N侧，如果Dm<0，则表示电流负相关，如果Dm>0，则表示电流正相关；
步骤4：2ms过后，获取两侧设备的判别结果，如果暂态零模电流相关性系数小于0，表示两个电流负相关，则故障点不在两个开关站之间；如果暂态零模电流相关性系数大于0，则表示故障点在两个终端之间。
实施例2：
如图1和图2所示，实施例2所述的一种不依赖电压极性的小电流接地故障定位系统是与实施例1所述的一种不依赖电压极性的小电流接地故障定位方法配套的，包括建立小电流接地配电网中的配电线路，配电线路中设有多个设备，设备将配电线路分成了数个线路区段。
优选的，所述设备为配变终端。本实施例中，配变终端为开关站。
如图1所述，本实施例以小电流接地配电网中的配电线路为例，该段线路由多个配变终端(开关站)组成，分别为L1、L2、L3、L4、L5分成了5段，在线路区段L3上，在开关站2与开关站3之间的K1点发生了单相接地故障，得到如图2所示的线路上暂态零模电流分布特征的等效网络图。
在图2所示的等效图中，每个线路段用串联电感与并联电容构成的电路来等效，故障点附件开关Z04与Z05的暂态零模电流方向是流进母线(开关站)的，故障点附件开关Z03与Z05的暂态零模电流方向是流出母线(开关站)的，因此，进行相邻两个开关的暂态零模电流的相关性判别，可以定位出故障点所在的区段。
本发明所述的一种不依赖电压极性的小电流接地故障定位方法及系统，解决了在通过小电流接地故障的选线后，无法定位具体的故障段的技术问题，本发明不依赖两侧电压信息，只通过同步过后电流的相关性即可判别出区内外故障区域，杜绝了误判方向的事件。
在本发明中，流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例非穷尽性列表包括以下：具有一个或多个布线的电连接部电子装置，便携式计算机盘盒磁装置，随机存取存储器RAM，只读存储器ROM，可擦除可编辑只读存储器EPROM或闪速存储器，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器CDROM。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列PGA，现场可编程门阵列FPGA等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，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模块中，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模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (6)
1.一种不依赖电压极性的小电流接地故障定位方法，其特征在于：包括所有设备均采用高速采样并根据高速采样数据实时进行故障检测；
所有设备均通过乒乓原理进行数据同步后，以首次检测到满足故障检测判别条件的时刻作为故障时刻，记为t＝0ms的时刻；并将t＝0ms的零序电流采样值打上时标，传送到对侧，进行暂态零模电流相关性系数判别，确定故障位置。
2.如权利要求1所述的一种不依赖电压极性的小电流接地故障定位方法，其特征在于：所有所述设备均采用光纤通信。
3.如权利要求1所述的一种不依赖电压极性的小电流接地故障定位方法，其特征在于：所述暂态零模电流相关性系数判别为对线路两侧发生电压突变时刻的电流值进行相关性判别。
4.如权利要求1所述的一种不依赖电压极性的小电流接地故障定位方法，其特征在于：在进行暂态零模电流相关性系数判别时，具体包括：当暂态零模电流相关性系数判为正相关时，选出故障就在两个开关站之间的主干线上，并切除故障；
当暂态零模电流相关性系数判为负相关时，表明故障为区外。
5.一种不依赖电压极性的小电流接地故障定位系统，其特征在于：包括建立小电流接地配电网中的配电线路，配电线路中设有多个设备，设备将配电线路分成了数个线路区段。
6.如权利要求5所述的一种不依赖电压极性的小电流接地故障定位系统，其特征在于：所述设备为配变终端。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN113866557A (zh) * | 2021-09-25 | 2021-12-31 | 太原理工大学 | 一种基于零模电流相关性的单极接地选线方法 |
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| CN105334727A (zh) * | 2014-08-06 | 2016-02-17 | 国家电网公司 | 基于多测量点的同步方法和装置 |
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