CN113625123A - 一种配电网单相接地故障定位方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种配电网单相接地故障定位方法,采集得到的三相电流计算电流突变量,对计算得到的三相电流突变量进行滤波并计算三相电流突变量的有效值,计算同一测点的三相电流突变量有效值中的最大值和最小值的比值,然后确定故障相。本发明基于三相电流突变量实现接地故障的检测,无需电压电压互感器,可实现接地故障检测的同时给出发生故障的相别,具有自举性,可与FTU、故障指示器结合实现定位。
Description
技术领域
本发明涉及配电网算法领域,尤其涉及一种配电网单相接地故障定位方法。
背景技术
当前针对小电流接地系统的单相接地故障处理主要有两种方式,一种为变电站站内选线告警或跳闸,跳闸时会无选择性地切除整条线路,该策略大大降低了供电可靠性,在重合前不仅全线路负荷会短时停电,即使重合成功后很多负荷会因为低压脱扣开关需要人为重合才能恢复供电;另一种策略为采用馈线自动化技术实现单相接地故障的定位与隔离,以就地重合型模式为主,相比于站内选线告警或跳闸,该类策略可以有效避免非故障区段停电,对提升供电可靠性具有重要意义。
但传统基于零序电气量的配电网接地故障检测方法需要安装零序电压互感器和零序电流互感器,在无零序电流互感器的情况下需要三相电流合成,精度较低,影响接地故障检测的可靠性,此外,基于零序电气量的接地故障检测方法无法实现故障相识别功能,灵活性无法满足实际工作的需要。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术的不足,提出一种配电网单相接地故障定位方法,基于三相电流故障分量实现接地故障的检测,无需电压电压互感器,可实现接地故障检测的同时给出发生故障的相别,具有自举性,可与FTU、故障指示器结合实现定位。
为解决以上技术问题,本发明所采用的技术方案是:
一种配电网单相接地故障定位方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1:采集馈线线路上的三相电流,(采样点要求128点以上,采样频率不做要求)根据采集得到的三相电流iφ计算电流故障分量△iφ,计算公式为式(1);
S2:对计算得到的三相电流故障分量△iφ进行滤波;
式中M为所用内采样点的个数,M的取值为N/4~N/2;
S5:确定故障点在测点前方还是后方:设定整定值kset,kset≤2,如果kmn≥kset,则故障点在测点后方,否则故障点在测点前方或其它线路或分支线上;
S7:以上判据与故障指示器结合时,当kmn≥kset,则故障指示器亮,否则不亮,介于亮和不亮之间的就是发生单相接地的区段;
S8:以上判据与馈线的FTU结合时,从线路末端对各FTU的动作时限进行整定,当kmn≥kset,断路器跳闸,实现单相接地故障的定位与隔离;
进一步地,所述S1中的采样点不少于128点。
进一步地,所述S2中对于中性点不接地系统,采用低通滤波,滤波器频带为0~600Hz;对于中性点经消弧线圈系统,采用带通滤波,滤波器频带为150~600Hz。
进一步地,所述S7中故障指示器的安装位置在馈线线路上的任一点,优选地安装在馈线线路的开关后侧。
进一步地,所述S8中FTU和线路分段开关S1~S6和分界开关PB1~PB2配套使用,组成智能故障处理装置。
进一步地,所述S8中馈线包括电压时间型馈线、智能分布式馈线和集中型馈线;
当馈线为电压时间型馈线时,kmn≥kset,断路器跳闸,然后根据电压时间型的逻辑依次实现故障定位与隔离;
当馈线为智能分布式馈线时,kmn≥kset,终端判别结果定位为1,否则为0,当相邻终端判别结果仅有一个为1,其它为0时终端所围成的区域就是故障区段,然后故障区段终端给相应断路器发跳闸信号,隔离故障;
当馈线为集中型馈线时,kmn≥kset,终端判别结果定位为1,否则为0,然后将判别结果上传至主站,主站定位规则与智能分布式馈线相同,确定故障区段后主站发遥控信号使得相应断路器跳闸,隔离故障。
本发明的有益效果为:
本发明无需电压电压互感器,单相接地故障定位算法的FTU或故障指示器可以实现不依赖于配电监控平台(SCADA系统)而进行馈线线路的故障定位和处理;以往依赖于配电监控平台的故障定位表现在馈线终端仅有采集数据上送不具备故障分析定位功能,依赖于平台结合所有终端上送的信息综合研判后定位故障,具有自举性;同时,可与FTU、故障指示器等结合实现定位,灵活性高。
附图说明
图1为本发明实施例1中所用到的配电网模型。
图2为本发明实施例1中CD区段中A~J测点的kmn。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步描述。需要说明的是,实施例并不对本发明要求保护的范围构成限制。
实施例1
一种配电网单相接地故障定位方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1:采集馈线线路上的三相电流,(采样点要求128点以上,采样频率不做要求)根据采集得到的三相电流iφ计算电流故障分量△iφ,计算公式为式(1);
S2:对计算得到的三相电流故障分量△iφ进行滤波;
式中M为所用内采样点的个数,M的取值为N/4~N/2;
S5:确定故障点在测点前方还是后方:设定整定值kset,kset≤2,如果kmn≥kset,则故障点在测点后方,否则故障点在测点前方或其它线路或分支线上;
S7:以上判据与故障指示器结合时,当kmn≥kset,则故障指示器亮,否则不亮,介于亮和不亮之间的就是发生单相接地的区段;
S8:以上判据与馈线的FTU结合时,从线路末端对各FTU的动作时限进行整定,当kmn≥kset,断路器跳闸,实现单相接地故障的定位与隔离;
进一步地,所述S1中的采样点不少于128点。
进一步地,所述S2中对于中性点不接地系统,采用低通滤波,滤波器频带为0~600Hz;对于中性点经消弧线圈系统,采用带通滤波,滤波器频带为150~600Hz。
进一步地,所述S7中故障指示器的安装位置在馈线线路上的任一点,优选地安装在馈线线路的开关后侧。
进一步地,所述S8中FTU和线路分段开关S1~S6和分界开关PB1~PB2配套使用,组成智能故障处理装置。
进一步地,所述S8中馈线包括电压时间型馈线、智能分布式馈线和集中型馈线;
当馈线为电压时间型馈线时,kmn≥kset,断路器跳闸,然后根据电压时间型的逻辑依次实现故障定位与隔离;
当馈线为智能分布式馈线时,kmn≥kset,终端判别结果定位为1,否则为0,当相邻终端判别结果仅有一个为1,其它为0时终端所围成的区域就是故障区段,然后故障区段终端给相应断路器发跳闸信号,隔离故障;
当馈线为集中型馈线时,kmn≥kset,终端判别结果定位为1,否则为0,然后将判别结果上传至主站,主站定位规则与智能分布式馈线相同,确定故障区段后主站发遥控信号使得相应断路器跳闸,隔离故障。
采用附图1所示的配网线路图进行仿真操作,模型的参数如表1。图1为典型的10kV配网线路图,CB1~CB4代表变电站10kV母线引出的四条馈线的首个断路器开关,S1~S3为CB1馈线的分段开关,配套FTU(馈线终端)实现本条馈线线路的实时运行监测和故障的分区段处理;S3、S4、S5分别是CB2、 CB3、CB4馈线的分段开关,配套FTU(馈线终端)实现本条馈线线路的实时运行监测和故障的分区段处理;PB1、PB2为CB1馈线上分支线路的分界开关,配套FTU(馈线终端)实现本分支线路的实时运行监测和故障的分界处理,保证本区域内故障不扩大到上级(分段开关)。
表1配电网线路参数
在CD之间设置A相接地故障,测点A~J计算得到的kmn如附图2所示。
从图2可以看出仅有点A~C的kmn较大,其中点A的约为15,点B的约为36,点C的更大,超过100,其它测点的都小于2,据此可以推断出故障发生在区段CD。
此外,三相电流突变量有效值中A相的最大,证明是A相发生单相接地故障。
本发明所述的单相接地故障定位算法的FTU或故障指示器可以实现不依赖于配电监控平台 (SCADA系统)而进行馈线线路的故障定位和处理;以往依赖于配电监控平台的故障定位表现在馈线终端仅有采集数据上送不具备故障分析定位功能,依赖于平台结合所有终端上送的信息综合研判后定位故障,具有自举性。
最后说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (6)
1.一种配电网单相接地故障定位方法,其特征在于,包括以下步骤:
式中M为所用内采样点的个数,M的取值为N/4~N/2;
S5:确定故障点在测点前方还是后方:设定整定值kset,kset≤2,如果kmn≥kset,则故障点在测点后方,否则故障点在测点前方或其它线路或分支线上;
S7:以上判据与故障指示器结合时,当kmn≥kset,则故障指示器亮,否则不亮,介于亮和不亮之间的就是发生单相接地的区段;
S8:以上判据与馈线的FTU结合时,从线路末端对各FTU的动作时限进行整定,当kmn≥kset,断路器跳闸,实现单相接地故障的定位与隔离。
2.如权利要求1所述的一种配电网单相接地故障定位方法,其特征在于,所述S1中的采样点不少于128点。
3.如权利要求1所述的一种配电网单相接地故障定位方法,其特征在于,所述S2中对于中性点不接地系统,采用低通滤波,滤波器频带为0~600Hz;对于中性点经消弧线圈系统,采用带通滤波,滤波器频带为150~600Hz。
4.如权利要求1所述的一种配电网单相接地故障定位方法,其特征在于,所述S7中故障指示器的安装位置在馈线线路上的任一点,优选地安装在馈线线路的开关后侧。
5.如权利要求1所述的一种配电网单相接地故障定位方法,其特征在于,所述S8中FTU和线路分段开关S1~S6和分界开关PB1~PB2配套使用,组成智能故障处理装置。
6.如权利要求1所述的一种配电网单相接地故障定位方法,其特征在于,所述S8中馈线包括电压时间型馈线、智能分布式馈线和集中型馈线;
当馈线为电压时间型馈线时,kmn≥kset,断路器跳闸,然后根据电压时间型的逻辑依次实现故障定位与隔离;
当馈线为智能分布式馈线时,kmn≥kset,终端判别结果定位为1,否则为0,当相邻终端判别结果仅有一个为1,其它为0时终端所围成的区域就是故障区段,然后故障区段终端给相应断路器发跳闸信号,隔离故障;
当馈线为集中型馈线时,kmn≥kset,终端判别结果定位为1,否则为0,然后将判别结果上传至主站,主站定位规则与智能分布式馈线相同,确定故障区段后主站发遥控信号使得相应断路器跳闸,隔离故障。
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