CN114089123A - 基于相电流时域特征的故障定位方法、系统及存储介质 - Google Patents

基于相电流时域特征的故障定位方法、系统及存储介质 Download PDF

Info

Publication number
CN114089123A
CN114089123A CN202111480691.6A CN202111480691A CN114089123A CN 114089123 A CN114089123 A CN 114089123A CN 202111480691 A CN202111480691 A CN 202111480691A CN 114089123 A CN114089123 A CN 114089123A
Authority
CN
China
Prior art keywords
fault
section
current
differential offset
acquiring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202111480691.6A
Other languages
English (en)
Inventor
陈洪涛
曹博源
刘亚东
盛戈皞
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
State Grid Shanghai Electric Power Co Ltd
Original Assignee
State Grid Shanghai Electric Power Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by State Grid Shanghai Electric Power Co Ltd filed Critical State Grid Shanghai Electric Power Co Ltd
Priority to CN202111480691.6A priority Critical patent/CN114089123A/zh
Publication of CN114089123A publication Critical patent/CN114089123A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/08—Locating faults in cables, transmission lines, or networks
    • G01R31/081—Locating faults in cables, transmission lines, or networks according to type of conductors
    • G01R31/086—Locating faults in cables, transmission lines, or networks according to type of conductors in power transmission or distribution networks, i.e. with interconnected conductors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/50—Systems or methods supporting the power network operation or management, involving a certain degree of interaction with the load-side end user applications
    • Y04S10/52—Outage or fault management, e.g. fault detection or location

Abstract

本发明涉及一种基于相电流时域特征的故障定位方法、系统及存储介质，所述方法包括S1：获取配电网中发生故障的故障相，并根据突变时刻确定故障时刻；S2：根据故障时刻获取检测时间区间，获取检测时间区间内的2N个故障相电流波形数据，并计算差动偏移度；S3：获取故障发生前后的电流差有效值，并计算区段电流突变率；S4：根据差动偏移度和区段电流突变率判断各区段是否为故障区段。与现有技术相比，本发明具有定位准确性高、灵敏性可靠性高等优点。

Description

基于相电流时域特征的故障定位方法、系统及存储介质
技术领域
本发明涉及配电网故障定位领域，尤其是涉及一种基于相电流时域特征的故障定位方法、系统及存储介质。
背景技术
配电网故障会导致电力系统的供电中断，进一步引起用电单位的损失，因此配电网工作中需要对配电网发生故障的区域进行及时检测定位，减小损失。现有技术中，常利用故障后的稳态分量进行故障检测与定位，存在的主要问题在于单相接地稳态分量太小，常引起装置拒动；对于间歇性电弧接地，由于无稳态接地短路过程，基于稳态的定位不再适用；且该类方法不能用于中性点经消弧线圈接地的系统。利用故障后的暂态分量进行定位具有故障分量较大、可适用于中性点经消弧线圈接地系统等优势，而由于暂态过程非常迅速，导致暂态信号很难捕捉。总而言之，目前的定位方法均利用消弧线圈输出感性补偿电流后的数据，而忽略了对故障发生至消弧装置动作前时段的数据的利用。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于相电流时域特征的故障定位方法、系统及存储介质。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种基于相电流时域特征的故障定位方法，包括以下步骤：
S1：获取配电网中发生故障的故障相，并根据突变时刻确定故障时刻；
S2：根据故障时刻获取检测时间区间，获取检测时间区间内的2N个故障相电流波形数据，并计算差动偏移度；
S3：获取故障发生前后的电流差有效值，并计算区段电流突变率；
S4：根据差动偏移度和区段电流突变率判断各区段是否为故障区段。
优选地，所述的突变时刻为配电网相电压突变时刻或配电网消弧装置功率突变时刻。
优选地，所述的监测时间区间为：
[tf-tset，tf+tset]
其中，tf为故障时刻，tset为预设的区间缩放值。
优选地，所述的差动偏移度为：
Figure BDA0003395146790000021
其中，diff为差动偏移度，Δi1A(n)、Δi2A(n)为两个监测点相电流变化量，
Figure BDA0003395146790000022
其中，i1A(n)、i2A(n)为相邻检测点的相电流采样序列。
优选地，所述的区段电流突变率的计算公式为：
AI＝ΔIA，after/ΔIA，before
其中，AI为区段电流突变率，ΔIA，before、ΔIA，after为故障发生前、后的电流差有效值。
优选地，所述的故障发生前、后的电流差有效值的计算公式分别为：
Figure BDA0003395146790000023
Figure BDA0003395146790000024
其中，ΔiA(n)为相邻检测点相电流差：
ΔiA(n)＝i1A(n)-i2A(n) n∈[-N，N-1]。
优选地，所述的步骤S4具体包括：
S41：判断各区段的差动偏移度是否大于差动偏移度阈值，若是，判断为故障区段，结束判断，否则进入步骤S42：
S42：判断区段电流突变率是否大于1，若是，判断为故障区段，结束判断，否则判断为正常区段。
优选地，所述的差动偏移阈值取0.1～1。
一种基于相电流时域特征的故障定位系统，包括故障时刻获取模块、差动偏移度获取模块、区段电流突变率获取模块、故障定位模块，
所述的故障时刻获取模块用于获取配电网中发生故障的故障相，并根据突变时刻确定故障时刻；
所述的差动偏移度获取模块用于根据故障时刻获取检测时间区间，获取检测时间区间内的2N个故障相电流波形数据，并计算差动偏移度；
所述的区段电流突变率获取模块用于获取故障发生前后的电流差有效值，并计算区段电流突变率；
所述的故障定位模块用于根据差动偏移度和区段电流突变率判断各区段是否为故障区段。
一种存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述一种基于相电流时域特征的故障定位方法的步骤。
与现有技术相比，本发明通过分析故障相电流在故障发生前后全过程中的时域变化特征，对配电网中的故障区段进行判断，仅需故障相电流数据，无须电压数据，方案简单，适用性更强，准确性高，且非故障相的装置出现异常并不会影响到故障区间的判断，因此不受非故障相数据缺相的影响；采用差动偏移值、区段电流突变率进行故障判断，减小故障过渡电阻对定位方法灵敏度的影响，在各种故障情况下均适用，同时在高阻接地时特征仍然鲜明，具有很好的灵敏性和可靠性，且不受消弧线圈种类的影响；本发明延长了故障特征区间，且能使故障特征更明显。
附图说明
图1为本发明的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。注意，以下的实施方式的说明只是实质上的例示，本发明并不意在对其适用物或其用途进行限定，且本发明并不限定于以下的实施方式。
实施例
一种基于相电流时域特征的故障定位方法，如图1所示，包括以下步骤：
S1：获取配电网中发生故障的故障相，并根据突变时刻确定故障时刻。
本实施例中，突变时刻为配电网相电压突变时刻或配电网消弧装置功率突变时刻。
S2：根据故障时刻获取检测时间区间[tf-tset，tf+tset]，tf为故障时刻，tset为预设的区间缩放值，本实施例中，tset＝0.02，因此检测时间区间为[tf-0.02，tf+0.02]，获取检测时间区间内的2N个故障相电流波形数据，并计算差动偏移度：
Figure BDA0003395146790000041
其中，diff为差动偏移度，Δi1A(n)、Δi2A(n)为两个监测点相电流变化量，
Figure BDA0003395146790000042
其中，i1A(n)、i2A(n)为相邻检测点的相电流采样序列。
S3：获取故障发生前后的电流差有效值，并计算区段电流突变率：
AI＝ΔIA，after/ΔIA，before
其中，AI为区段电流突变率，ΔIA，before、ΔIA，after为故障发生前、后的电流差有效值。
故障发生前、后的电流差有效值的计算公式分别为：
Figure BDA0003395146790000043
Figure BDA0003395146790000044
其中，ΔiA(n)为相邻检测点相电流差：
ΔiA(n)＝i1A(n)-i2A(n) n∈[-N，N-1]。
S4：根据差动偏移度和区段电流突变率判断各区段是否为故障区段。
步骤S4具体包括：
S41：判断各区段的差动偏移度diff是否大于差动偏移度阈值diffset，若是，判断为故障区段，结束判断，否则进入步骤S42；
S42：判断区段电流突变率是否大于1，若是，判断为故障区段，结束判断，否则判断为正常区段。
本实施例，差动偏移阈值取0.1～1。
本发明还提供了一种基于相电流时域特征的故障定位系统，包括故障时刻获取模块、差动偏移度获取模块、区段电流突变率获取模块、故障定位模块，
所述的故障时刻获取模块用于获取配电网中发生故障的故障相，并根据突变时刻确定故障时刻；
所述的差动偏移度获取模块用于根据故障时刻获取检测时间区间，获取检测时间区间内的2N个故障相电流波形数据，并计算差动偏移度；
所述的区段电流突变率获取模块用于获取故障发生前后的电流差有效值，并计算区段电流突变率；
所述的故障定位模块用于根据差动偏移度和区段电流突变率判断各区段是否为故障区段。
本发明还提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述一种基于相电流时域特征的故障定位方法的步骤。
上述实施方式仅为例举，不表示对本发明范围的限定。这些实施方式还能以其它各种方式来实施，且能在不脱离本发明技术思想的范围内作各种省略、置换、变更。

Claims (10)

1.一种基于相电流时域特征的故障定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：获取配电网中发生故障的故障相，并根据突变时刻确定故障时刻；
S2：根据故障时刻获取检测时间区间，获取检测时间区间内的2N个故障相电流波形数据，并计算差动偏移度；
S3：获取故障发生前后的电流差有效值，并计算区段电流突变率；
S4：根据差动偏移度和区段电流突变率判断各区段是否为故障区段。
2.根据权利要求1所述的一种基于相电流时域特征的故障定位方法，其特征在于，所述的突变时刻为配电网相电压突变时刻或配电网消弧装置功率突变时刻。
3.根据权利要求1所述的一种基于相电流时域特征的故障定位方法，其特征在于，所述的监测时间区间为：
[tf-tset，tf+tset]
其中，tf为故障时刻，tset为预设的区间缩放值。
4.根据权利要求1所述的一种基于相电流时域特征的故障定位方法，其特征在于，所述的差动偏移度为：
Figure FDA0003395146780000011
其中，diff为差动偏移度，Δi1A(n)、Δi2A(n)为两个监测点相电流变化量，
Figure FDA0003395146780000012
其中，i1A(n)、i2A(n)为相邻检测点的相电流采样序列。
5.根据权利要求4所述的一种基于相电流时域特征的故障定位方法，其特征在于，所述的区段电流突变率的计算公式为：
AI＝ΔIA，after/ΔIA，before
其中，AI为区段电流突变率，ΔIA，before、ΔIA，after为故障发生前、后的电流差有效值。
6.根据权利要求5所述的一种基于相电流时域特征的故障定位方法，其特征在于，所述的故障发生前、后的电流差有效值的计算公式分别为：
Figure FDA0003395146780000021
Figure FDA0003395146780000022
其中，ΔiA(n)为相邻检测点相电流差：
ΔiA(n)＝i1A(n)-i2A(n) n∈[-N，N-1]。
7.根据权利要求1所述的一种基于相电流时域特征的故障定位方法，其特征在于，所述的步骤S4具体包括：
S41：判断各区段的差动偏移度是否大于差动偏移度阈值，若是，判断为故障区段，结束判断，否则进入步骤S42：
S42：判断区段电流突变率是否大于1，若是，判断为故障区段，结束判断，否则判断为正常区段。
8.根据权利要求1所述的一种基于相电流时域特征的故障定位方法，其特征在于，所述的差动偏移阈值取0.1～1。
9.一种基于相电流时域特征的故障定位系统，其特征在于，包括故障时刻获取模块、差动偏移度获取模块、区段电流突变率获取模块、故障定位模块，
所述的故障时刻获取模块用于获取配电网中发生故障的故障相，并根据突变时刻确定故障时刻；
所述的差动偏移度获取模块用于根据故障时刻获取检测时间区间，获取检测时间区间内的2N个故障相电流波形数据，并计算差动偏移度；
所述的区段电流突变率获取模块用于获取故障发生前后的电流差有效值，并计算区段电流突变率；
所述的故障定位模块用于根据差动偏移度和区段电流突变率判断各区段是否为故障区段。
10.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-8中任意一项所述一种基于相电流时域特征的故障定位方法的步骤。
CN202111480691.6A 2021-12-06 2021-12-06 基于相电流时域特征的故障定位方法、系统及存储介质 Pending CN114089123A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111480691.6A CN114089123A (zh) 2021-12-06 2021-12-06 基于相电流时域特征的故障定位方法、系统及存储介质

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111480691.6A CN114089123A (zh) 2021-12-06 2021-12-06 基于相电流时域特征的故障定位方法、系统及存储介质

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114089123A true CN114089123A (zh) 2022-02-25

Family

ID=80306704

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111480691.6A Pending CN114089123A (zh) 2021-12-06 2021-12-06 基于相电流时域特征的故障定位方法、系统及存储介质

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114089123A (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104764981A (zh) * 2015-04-28 2015-07-08 上海交通大学 基于标准化偏移度的配网线路故障区段定位方法
CN104793106A (zh) * 2015-04-28 2015-07-22 上海交通大学 基于电流突变率的配网线路故障区段定位方法
CN104808112A (zh) * 2015-04-28 2015-07-29 上海载物能源科技有限公司 基于区段瞬时功率的配网线路故障区段定位方法
CN104808110A (zh) * 2015-04-28 2015-07-29 上海交通大学 基于广域差动偏移度的配网线路故障区段定位方法
CN104865496A (zh) * 2015-04-28 2015-08-26 国家电网公司 基于差动偏移度的配网线路故障区段定位方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104764981A (zh) * 2015-04-28 2015-07-08 上海交通大学 基于标准化偏移度的配网线路故障区段定位方法
CN104793106A (zh) * 2015-04-28 2015-07-22 上海交通大学 基于电流突变率的配网线路故障区段定位方法
CN104808112A (zh) * 2015-04-28 2015-07-29 上海载物能源科技有限公司 基于区段瞬时功率的配网线路故障区段定位方法
CN104808110A (zh) * 2015-04-28 2015-07-29 上海交通大学 基于广域差动偏移度的配网线路故障区段定位方法
CN104865496A (zh) * 2015-04-28 2015-08-26 国家电网公司 基于差动偏移度的配网线路故障区段定位方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Jena et al. A positive-sequence directional relaying algorithm for series-compensated line
CN104181412A (zh) 电弧检测
CN108919056B (zh) 一种基于群体角差的故障判相方法及装置
CN111426908B (zh) 小电流接地系统单相接地故障保护方法、装置及系统
CN111007359A (zh) 一种配电网单相接地故障识别启动方法及系统
CN111308398A (zh) 一种变电站内零序电流互感器极性判断方法及装置
Shareef et al. Identification of voltage sag source location using S and TT transformed disturbance power
Polajžer et al. Detection of voltage sag sources based on the angle and norm changes in the instantaneous current vector written in Clarke’s components
CN111398871A (zh) 一种检查零序电流互感器极性的装置与方法
US20070013387A1 (en) Means of detecting faults in alternators
CN112379302B (zh) 综合时频域信息的小电流接地故障保护方法、装置及系统
CN114089123A (zh) 基于相电流时域特征的故障定位方法、系统及存储介质
CN110146780B (zh) 中性点不接地柔性配电网系统铁磁谐振判别方法
CN109375048B (zh) 一种基于故障录波数据的输电线路参数辨识方法及装置
CN116223968A (zh) 基于电力互感器的分散式单相接地故障检测方法
CN111580008A (zh) 一种基于相位跳变下扰动功率分析的短路故障选线方法
CN107064717B (zh) 采用复合电流相位检测的配网接地选线方法
JPS63265516A (ja) 三相交流励磁装置
CN115877134A (zh) 一种面向中压电缆潜伏性故障的触发检测及识别方法
CN108037417B (zh) 一种不接地系统故障快速检测方法
CN116754886A (zh) 基于相电流分析的配电网单相接地故障判定方法及装置
CN114414944A (zh) 基于相电流暂态法的小电流接地装置及检测方法
Elghazaly et al. A backup wide‐area protection technique for power transmission network
CN113671315A (zh) 基于比例差动原理的ITn供电绝缘故障定位方法
CN113325333A (zh) 一种适用于故障指示器的小电流接地系统断线检测方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination