CN113109663A - 一种配电网故障检测定位方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种配电网故障检测定位方法，包括以下步骤：(1)：采集零序电压信号、零序电流信号；(2)：判断零序电压是否大于参考值，若是，至(3)；若否，至(1)；(3)：对零序电压、零序电流进行傅里叶变换；(4)：提取零序电压、零序电流幅值实部、幅值虚部、角频率；(5)：对不同的角频率列出频域线性方程组；(6)：采用最小二乘算法对频域线性方程组进行求解；(7)：计算出各条线路负荷侧零序电容值；(8)：计算出特征值；(9)：判断特征值是否大于参考值，若是，线路接地故障，至(10)；若否，线路无故障，至(11)；(10)：发出报警，显示故障线路；(11)：发出报警，显示母线故障。

Description

一种配电网故障检测定位方法
技术领域
本发明属于电力检测技术领域，特别涉及一种配电网故障检测定位方法。
背景技术
电力系统运行的重要指标是安全可靠地供电，当配电网的中性点直接接地时，若发生单相接地故障，中性点就会和接地点构成短路回路，并产生很大的接地电流，进而导致设备损坏，会给人们的生产、生活带来不便，严重时还会危及人身安全。
本发明提出一种配电网故障检测定位方法，对零序电压、零序电流进行频域分析，计算出各条线路负荷侧零序电容值，进而计算出特征值，根据特征值判断线路是否为故障线路，能够准确确定配电网故障地点，以便及时进行故障处理，提供配电网工作的安全可靠性。
发明内容
本发明提供一种配电网故障检测定位方法，能够准确判断线路是否发生接地故障，并确定具体的故障线路。
本发明具体为一种配电网故障检测定位方法，所述故障检测定位方法包括以下步骤：
步骤(1)：采集所述配电网零序电压信号、零序电流信号；
步骤(2)：判断所述零序电压信号是否大于零序电压参考值，若是，进入步骤(3)；若不是，返回步骤(1)；
步骤(3)：对所述零序电压信号、所述零序电流信号进行傅里叶变换；
步骤(4)：提取所述零序电压信号、所述零序电流信号幅值实部、幅值虚部、角频率；
步骤(5)：对不同的所述角频率列出频域线性方程组；
步骤(6)：采用最小二乘算法对所述频域线性方程组进行求解，以得到参数向量f的最佳估计；
步骤(7)：根据所述参数向量f计算出各条线路负荷侧零序电容值；
步骤(8)：根据所述负荷侧零序电容值计算出特征值；
步骤(9)：判断所述特征值是否大于特征值参考值，若是，所述线路出现接地故障，进入步骤(10)；若不是，所述线路未出现故障，进入步骤(11)；
步骤(10)：控制报警单元发出报警，显示故障线路；
步骤(11)：控制所述报警单元发出报警，显示母线故障。
所述频域线性方程组为U＝[U1R U1I U2R U2I … UnR UnI]＝D·f，U1R为第一个所述角频率所对应的所述零序电压信号幅值实部、U1I为第一个所述角频率所对应的所述零序电压信号幅值虚部、U2R为第二个所述角频率所对应的所述零序电压信号幅值实部、U2I为第二个所述角频率所对应的所述零序电压信号幅值虚部、UnR为第n个所述角频率所对应的所述零序电压信号幅值实部、UnI为第n个所述角频率所对应的所述零序电压信号幅值虚部，
Figure BDA0002963610650000021
InR为第n个所述角频率所对应的所述零序电流信号幅值实部、InI为第n个所述角频率所对应的所述零序电流信号幅值虚部。
根据所述参数向量f与负荷侧零序电容值之间的关系
Figure BDA0002963610650000022
R0为所述线路零序电阻值、L0为所述线路零序电感值、C01为所述线路母线侧零序电容值。
所述特征值
Figure BDA0002963610650000023
i0(k)为所述零序电流信号，u(k)为所述零序电压信号，T为所述零序电压信号周期。
与现有技术相比，有益效果是：所述故障检测定位方法先根据零序电压做出初步判断，在发现异常时，进一步进行频域分析，计算出各条线路负荷侧零序电容值，进而计算出特征值，根据特征值判断线路是否为故障线路，能够准确确定配电网故障地点，以便及时进行故障处理，提供配电网工作的安全可靠性。
附图说明
图1为本发明一种配电网故障检测定位方法的工作流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明一种配电网故障检测定位方法的具体实施方式做详细阐述。
如图1所示，本发明的故障检测定位方法包括以下步骤：
首先，采集配电网零序电压信号、零序电流信号，根据零序电压信号进行初步判断：判断零序电压信号是否大于零序电压参考值，若是，继续进行分析判断；若不是，重新采集信息。
其次，对零序电压信号、零序电流信号进行频域分析：对零序电压信号、零序电流信号进行傅里叶变换，提取零序电压信号、零序电流信号幅值实部、幅值虚部、角频率，对不同的角频率列出频域线性方程组U＝[U1R U1I U2R U2I … UnR UnI]＝D·f，U1R为第一个角频率所对应的零序电压信号幅值实部、U1I为第一个角频率所对应的零序电压信号幅值虚部、U2R为第二个角频率所对应的零序电压信号幅值实部、U2I为第二个角频率所对应的零序电压信号幅值虚部、UnR为第n个角频率所对应的零序电压信号幅值实部、UnI为第n个角频率所对应的零序电压信号幅值虚部，
Figure BDA0002963610650000031
InR为第n个角频率所对应的零序电流信号幅值实部、InI为第n个角频率所对应的零序电流信号幅值虚部；
采用最小二乘算法对频域线性方程组进行求解，以得到参数向量f的最佳估计。
再次，根据参数向量参数向量f与负荷侧零序电容值之间的关系
Figure BDA0002963610650000041
计算出各条线路负荷侧零序电容值，R0为线路零序电阻值、L0为线路零序电感值、C01为线路母线侧零序电容值；
进而，计算出特征值
Figure BDA0002963610650000042
i0(k)为零序电流信号，u(k)为所述零序电压信号，T为所述零序电压信号周期；
最后，根据特征值确定线路是否为故障线路：判断特征值是否大于特征值参考值，若是，线路出现接地故障，控制报警单元发出报警，显示故障线路；若不是，线路未出现故障；若所有线路特征值均大于特征值参考值，则故障点在母线。
对于健全线路，特征值η一般为0-1之间的一个较小的数值；而对于故障线路特征值η一般稳定在1附近，将特征值η进行阈值比较，能够准确确定线路是否故障。
特征值取值0.7。
最后应该说明的是，结合上述实施例仅说明本发明的技术方案而非对其限制。所属领域的普通技术人员应当理解到，本领域技术人员可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均在申请待批的权利要求保护范围之中。

Claims (4)

1.一种配电网故障检测定位方法，其特征在于，所述故障检测定位方法包括以下步骤：
步骤(1)：采集所述配电网零序电压信号、零序电流信号；
步骤(2)：判断所述零序电压信号是否大于零序电压参考值，若是，进入步骤(3)；若不是，返回步骤(1)；
步骤(3)：对所述零序电压信号、所述零序电流信号进行傅里叶变换；
步骤(4)：提取所述零序电压信号、所述零序电流信号幅值实部、幅值虚部、角频率；
步骤(5)：对不同的所述角频率列出频域线性方程组；
步骤(6)：采用最小二乘算法对所述频域线性方程组进行求解，以得到参数向量f的最佳估计；
步骤(7)：根据所述参数向量f计算出各条线路负荷侧零序电容值；
步骤(8)：根据所述负荷侧零序电容值计算出特征值；
步骤(9)：判断所述特征值是否大于特征值参考值，若是，所述线路出现接地故障，进入步骤(10)；若不是，所述线路未出现故障，进入步骤(11)；
步骤(10)：控制报警单元发出报警，显示故障线路；
步骤(11)：控制所述报警单元发出报警，显示母线故障。
2.根据权利要求1所述的一种配电网故障检测定位方法，其特征在于，所述频域线性方程组为U＝[U1R U1I U2R U2I … UnR UnI]＝D·f，U1R为第一个所述角频率所对应的所述零序电压信号幅值实部、U1I为第一个所述角频率所对应的所述零序电压信号幅值虚部、U2R为第二个所述角频率所对应的所述零序电压信号幅值实部、U2I为第二个所述角频率所对应的所述零序电压信号幅值虚部、UnR为第n个所述角频率所对应的所述零序电压信号幅值实部、UnI为第n个所述角频率所对应的所述零序电压信号幅值虚部，
Figure FDA0002963610640000021
InR为第n个所述角频率所对应的所述零序电流信号幅值实部、InI为第n个所述角频率所对应的所述零序电流信号幅值虚部。
3.根据权利要求2所述的一种配电网故障检测定位方法，其特征在于，根据所述参数向量f与负荷侧零序电容值之间的关系
Figure FDA0002963610640000022
R0为所述线路零序电阻值、L0为所述线路零序电感值、C01为所述线路母线侧零序电容值。
4.根据权利要求3所述的一种配电网故障检测定位方法，其特征在于，所述特征值
Figure FDA0002963610640000023
i0(k)为所述零序电流信号，u(k)为所述零序电压信号，T为所述零序电压信号周期。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113805012A (zh) * 2021-09-23 2021-12-17 国网江苏省电力有限公司连云港供电分公司 适用于中性点经小电阻接地电缆配电网故障区段辨识方法
CN118399351A (zh) * 2024-06-19 2024-07-26 广东电网有限责任公司东莞供电局 一种交流系统的零序过流保护方法及装置、设备
CN118399351B (zh) * 2024-06-19 2024-11-08 广东电网有限责任公司东莞供电局 一种交流系统的零序过流保护方法及装置、设备

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106199341A (zh) * 2016-08-31 2016-12-07 山东电安电气有限公司 一种单相故障接地工况下的故障线路识别方法和装置
CN106526410A (zh) * 2016-09-07 2017-03-22 中国石油大学(华东) 一种基于暂态电流投影分量幅值比较的小电流接地系统高阻接地故障定位方法
CN107144762A (zh) * 2017-04-20 2017-09-08 广西电网有限责任公司电力科学研究院 一种基于小电流接地选线装置的配电网接地故障定位方法
CN109155518A (zh) * 2016-05-20 2019-01-04 瑞典中立控股公司 用于定位电网中的接地故障的系统和方法
US20190128944A1 (en) * 2017-10-27 2019-05-02 Siemens Aktiengesellschaft Method and detection device for detecting a high-impedance ground fault in an electrical energy supply network with a grounded neutral point
US20190137556A1 (en) * 2015-09-09 2019-05-09 Beijing Inhand Networks Technology Co., Ltd. Method and system for detecting and locating single-phase ground fault on low current grounded power-distribution network
CN110579670A (zh) * 2019-07-11 2019-12-17 国网江苏省电力有限公司徐州供电分公司 一种基于零序分量分析的小电流接地故障检测方法
US20210075210A1 (en) * 2018-05-18 2021-03-11 Abb Schweiz Ag Method and apparatus for use in earth-fault protection

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20190137556A1 (en) * 2015-09-09 2019-05-09 Beijing Inhand Networks Technology Co., Ltd. Method and system for detecting and locating single-phase ground fault on low current grounded power-distribution network
CN109155518A (zh) * 2016-05-20 2019-01-04 瑞典中立控股公司 用于定位电网中的接地故障的系统和方法
CN106199341A (zh) * 2016-08-31 2016-12-07 山东电安电气有限公司 一种单相故障接地工况下的故障线路识别方法和装置
CN106526410A (zh) * 2016-09-07 2017-03-22 中国石油大学(华东) 一种基于暂态电流投影分量幅值比较的小电流接地系统高阻接地故障定位方法
CN107144762A (zh) * 2017-04-20 2017-09-08 广西电网有限责任公司电力科学研究院 一种基于小电流接地选线装置的配电网接地故障定位方法
US20190128944A1 (en) * 2017-10-27 2019-05-02 Siemens Aktiengesellschaft Method and detection device for detecting a high-impedance ground fault in an electrical energy supply network with a grounded neutral point
US20210075210A1 (en) * 2018-05-18 2021-03-11 Abb Schweiz Ag Method and apparatus for use in earth-fault protection
CN110579670A (zh) * 2019-07-11 2019-12-17 国网江苏省电力有限公司徐州供电分公司 一种基于零序分量分析的小电流接地故障检测方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
何良宇等: "《建筑电气工程与电力系统及自动化技术研究》", 31 July 2020, 文化发展出版社, pages: 261 - 262 *
李卫国;刘柏岑;卢广旗;: "含分布式电源的配电网单相接地故障精确定位方法", 供用电, no. 09, 5 September 2020 (2020-09-05), pages 64 - 69 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113805012A (zh) * 2021-09-23 2021-12-17 国网江苏省电力有限公司连云港供电分公司 适用于中性点经小电阻接地电缆配电网故障区段辨识方法
CN113805012B (zh) * 2021-09-23 2024-04-26 国网江苏省电力有限公司连云港供电分公司 适用于中性点经小电阻接地电缆配电网故障区段辨识方法
CN118399351A (zh) * 2024-06-19 2024-07-26 广东电网有限责任公司东莞供电局 一种交流系统的零序过流保护方法及装置、设备
CN118399351B (zh) * 2024-06-19 2024-11-08 广东电网有限责任公司东莞供电局 一种交流系统的零序过流保护方法及装置、设备

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