CN112731056A - 一种基于故障指示器的接地故障判断方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于故障指示器的接地短路故障判断方法，通过故障指示器采集单元监测相电流和相电场变化，当突变量超预设阈值，通知汇集单元录波并对波形进行分析，根据分析结果进行滤波和录波；录波后，采集单元实时监测该相相电场变化，在阈值时间内判断接地类型，生成相电场变化的SOE信号并上传至汇集单元；汇集单元将该节点的录波文件和SOE信息上传至主站，主站根据拓扑信息和波形信息进行接地故障定位，并根据相电场变化SOE判断接地故障类型，生成完整接地故障信息通知用户。本发明解决了能够准确、快速判断接地故障类型，相比传统方法具有更强的工程实用性。

Description

一种基于故障指示器的接地故障判断方法

技术领域

本发明涉及中压配电网技术，尤其涉及一种基于故障指示器的接地故障判断方法。

背景技术

随着社会科学技术的发展，配电网对可靠性的要求越来越高。配电网的接地故障类型主要有瞬时性接地故障、持续性接地故障和永久性接地故障，对于不同的接地故障类型，需要采用不同的方式进行处理。当配电网发生接地故障时，电网的技术人员主要通过前往现场，来排查故障，目前的故障指示器无法定位具体的接地故障类型，导致技术人员无法根据具体的接地故障类型采取合适的故障处理措施。

发明内容

本发明针对目前的技术存在的不足和缺陷，提供了一种基于故障指示器的接地故障判断方法，通过故障指示器采集单元监测配电网三相电流和电场的变化，在发生接地故障时，故障线路上的故障指示器节点上报故障时刻的故障波形，并且故障指示器采集单元实时监控阈值时间内的相电场变化，判断阈值时间内的相电场的变化规律，生成该节点相电场变化SOE信号，主站根据故障线路上传的波形文件和相电场变化SOE信号，综合拓扑信息进行接地故障定位，快速准确得出该接地故障的故障类型。

为了实现上述发明目的，本发明具体包含以下步骤：

步骤1：故障指示器采集单元监测相电流和相电场变化，若相电流或相电场突变量超预设阈值，则通知汇集单元进行录波，进入步骤2，若未超过预设阈值，则重复步骤1；

步骤2：汇集单元对波形特征进行分析，判断是否需要进行滤波，当波形符合接地特征，则进行录波，进入步骤3；当波形不符合接地特征，则进行滤波，并返回步骤1；

步骤3：录波后，采集单元实时监测该相相电场的变化，在阈值时间内判断是瞬时性接地或持续性接地或永久性接地，生成相电场变化的SOE信号并上传至汇集单元；

步骤4：汇集单元将该节点的录波文件和相电场变化SOE信息上传至主站；

步骤5：主站根据该条线路的拓扑结构及各个拓扑节点的录波文件进行接地故障定位，根据各个拓扑节点的相电场变化SOE判断接地故障类型，最后生成完整的接地故障信息通知用户。

进一步的，步骤1中ABC三相的相电流或者相电场的突变量为间隔的两个周波电流或电流的有效值的差值，其中，接地故障相电流变化量阈值为25A及以上，相电场变化量阈值为电场上升5％-80％或者电场下降10％-80％，引发汇集单元录波包括以下三种条件：

1)单纯相电场触发录波：

若相电场突变上升5％或电场突变下降10％，则通知汇集单元进行录波；

2)单纯相电流突变触发录波：

若相电流突变上升20A以上，则通知汇集单元进行录波；

3)相电场和相电流混合触发录波：

若相电场突变上升5％且相电流突变上升10A以上，则通知汇集单元进行录波。

进一步的，步骤2中汇集单元的滤波依据是：ABC三相相电场的变化趋势至少要满足其中一相电场上升和一相电场下降。

进一步的，步骤3中相电场变化的SOE信号的生成是通过设定相电场变化的阈值，计算在阈值时间内满足相电场变化阈值的相电场的跳变次数，当符合以下任意一种情况时，生成SOE信号：

1)若跳变次数大于设定的持续性接地故障的次数阈值，认为发生了持续性接地故障，则上报持续性接地故障SOE信号；

2)若跳变次数大于设定的瞬时性接地故障的次数阈值，认为发生了瞬时性接地故障，则上报瞬时性接地故障SOE信号；

3)否则则认为发生了永久性接地故障，上报永久性接地故障SOE信号。

本发明的有益效果是：通过故障指示器采集单元监测配电网三相电流和电场的变化，发生接地故障时，故障线路上的故障指示器节点上报故障时刻的故障波形，并且故障指示器采集单元实时监控阈值时间内的相电场变化，判断阈值时间内的相电场的变化规律，生成该节点相电场变化SOE信号，主站根据故障线路上传的波形文件和相电场变化SOE信号，综合拓扑信息进行接地故障定位，并得出该接地故障的故障类型。本方法解决了接地故障的定位及接地故障类型的判断问题。

附图说明

图1为本发明基于故障指示器的接地故障判断方法的总体流程图。

图2为本发明基于故障指示器的接地故障判断方法实施例中的配电网模型拓扑图。

附图标记：g为假设的故障发生处，FI_i为出线上的第i个故障指示器。

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。

如图1所示，一种基于故障指示器的接地故障判断方法，包括以下步骤：

步骤1：故障指示器采集单元监测相电流和相电场变化，若相电流或相电场突变量超预设阈值，则通知汇集单元进行录波；其中，相电流或者相电场的突变量为间隔的两个周波电流或电流的有效值的差值；

步骤2：汇集单元对波形特征进行分析，对不符合接地特征的波形进行滤波处理。对符合接地特征的波形进行录波。其中，滤波依据是：ABC三相相电场的变化趋势至少要满足一相电场上升和一相电场下降；

步骤3：录波后的采集单元实时监测该相相电场的变化，在阈值时间内判断是瞬时性接地或持续性接地或永久性接地，生成相电场变化的SOE信号并上传至汇集单元。其中，相电场变化的SOE信号依据是：设定相电场变化的阈值，计算在阈值时间内，满足相电场变化阈值的相电场的跳变次数，当符合以下任意一种情况时，生成SOE信号：

1)若次数大于设定的持续性接地故障的次数阈值，则认为发生了持续性接地故障，则上报持续性接地故障SOE信号；

2)若次数大于设定的瞬时性接地故障的次数阈值，则认为发生了瞬时性接地故障，则上报瞬时性接地故障SOE信号；

步骤4：汇集单元将该节点的录波文件和相电场变化SOE信息上传至主站；

步骤5：主站根据该条线路的拓扑信息，根据各个拓扑节点的波形信息进行接地故障定位，根据各个拓扑节点的相电场变化SOE判断接地故障类型。最后生成完整的接地故障信息通知用户。

如图2所示，假设接地故障发生在g处，则FI_1的波形为故障内波形，FI_2的波形为故障外波形，则故障发生在FI_1下游。

假设g处发生瞬时性接地故障，则FI_1处故障指示器检测到相电场变化，上报瞬时性接地SOE信号，定位准确。

假设g处发生持续性接地故障，则FI_1处故障指示器检测到相电场变化，上报持续性接地SOE信号，定位准确。

假设g处发生永久性接地故障，则FI_1处故障指示器检测到相电场变化，上报永久性接地SOE信号，定位准确。

以上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，还可以做出各种变换和变化而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该归入本发明的专利保护范围。

Claims (4)

1.一种基于故障指示器的接地故障判断方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：故障指示器采集单元监测相电流和相电场变化，若ABC三相的相电流或相电场突变量超预设阈值，则通知汇集单元进行录波，进入步骤2，若未超过预设阈值，则重复步骤1；

步骤2：汇集单元对波形特征进行分析，判断是否需要进行滤波，当波形符合接地特征，则进行录波，进入步骤3；当波形不符合接地特征，则进行滤波，并返回步骤1；

步骤3：录波后，采集单元实时监测该相相电场的变化，在阈值时间内判断是瞬时性接地或持续性接地或永久性接地，生成相电场变化的SOE信号并上传至汇集单元；

步骤4：汇集单元将该节点的录波文件和相电场变化SOE信息上传至主站；

步骤5：主站根据该条线路的拓扑结构及各个拓扑节点的录波文件进行接地故障定位，根据各个拓扑节点的相电场变化SOE判断接地故障类型，最后生成完整的接地故障信息通知用户。

2.根据权利要求1所述的一种基于故障指示器的接地故障判断方法，其特征在于，所述步骤1中ABC三相的相电流或者相电场的突变量为间隔的两个周波电流或电流的有效值的差值，其中，接地故障相电流变化量阈值为25A及以上，相电场变化量阈值为电场上升5％-80％或者电场下降10％-80％，引发汇集单元录波包括以下三种条件：

1)单纯相电场触发录波：

若相电场突变上升5％或电场突变下降10％，则通知汇集单元进行录波；

2)单纯相电流突变触发录波：

若相电流突变上升20A以上，则通知汇集单元进行录波；

3)相电场和相电流混合触发录波：

若相电场突变上升5％且相电流突变上升10A以上，则通知汇集单元进行录波。

3.根据权利要求1所述的一种基于故障指示器的接地故障判断方法，其特征在于，所述步骤2中汇集单元的滤波依据是：ABC三相相电场的变化趋势至少要满足其中一相电场上升和一相电场下降。

4.根据权利要求1所述的一种基于故障指示器的接地故障判断方法，其特征在于，所述步骤3中相电场变化的SOE信号的生成是通过设定相电场变化的阈值，计算在阈值时间内满足相电场变化阈值的相电场的跳变次数，当符合以下任意一种情况时，生成SOE信号：

1)若跳变次数大于设定的持续性接地故障的次数阈值，认为发生了持续性接地故障，则上报持续性接地故障SOE信号；

2)若跳变次数大于设定的瞬时性接地故障的次数阈值，认为发生了瞬时性接地故障，则上报瞬时性接地故障SOE信号；

3)否则则认为发生了永久性接地故障，上报永久性接地故障SOE信号。

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