CN116559595A - 一种基于数据采集装置的接地故障判断方法 - Google Patents

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李建赛
孙鹏祥
张永全
张文艳
杜保鲁
罗超
张威龙
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Abstract

本发明涉及配网自动化技术领域，公开了一种基于数据采集装置的接地故障判断方法，包括以下步骤：S1：在线路监测节点处安装设备，采集线路发生接地故障时的三相电流；S2：利用采集的三相电流合成监测节点的零序电流；S3：计算零序电流最后一个周波的有效值及幅值；S4：滑动计算零序电流的有效值及幅值；S5：设定高阻故障判据，若满足判据，则判定为高阻接地故障，否则为低阻接地故障。本发明提供了一种基于数据采集装置的接地故障判断方法，解决了对于消弧线圈接地系统稳态补偿后，计算相似度计算量大且不准确的问题。

Description

一种基于数据采集装置的接地故障判断方法
技术领域
本发明涉及配网自动化技术领域，尤其涉及一种基于数据采集装置的接地故障判断方法。
背景技术
我国部分中压配电网系统采用经消弧线圈接地系统，是小电流接地系统的一种，发生接地故障后，故障电流小，特别是故障稳态又进行了补偿，难以准确进行故障区段的定位。虽然目前系统允许带故障运行2小时，但若故障长时间不切除，则可能导致过电压引发两相接地短路，严重威胁电网的安全稳定运行。因此，发生接地故障后，需要及时准确的对故障区段进行定位，协助巡线人员及早排查出故障并排除，保证电网的安全稳定运行。
目前，对于消弧线圈系统，由于对故障稳态信息进行了补偿，只能利用暂态信息或对稳态进行滤波处理后采用其高频信号，但对于高阻接地故障，不存在暂态信息，对稳态进行滤波计算量较大，且收敛速度较慢。若能够对故障进行高低阻接地故障的区分，对于高阻接地故障，采用单独的特征提取算法，则可大大提高高阻接地故障的定位准确率。因此，急需发展一种计算量小、能够区分高低阻接地故障的算法。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足和缺陷，提供了一种基于数据采集装置的接地故障判断方法，识别出接地故障是高阻还是低阻故障，为不同过渡电阻下的特征值计算提供了先决条件，保证了高阻接地故障的定位准确率。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种基于数据采集装置的接地故障判断方法，包括以下步骤：
S1：在线路监测节点处安装采样设备，采集线路发生接地故障时的三相电流；
S2：利用采集的三相电流合成监测节点的零序电流；
S3：计算零序电流最后一个周波的有效值及幅值；
S4：滑动计算零序电流的有效值及幅值；
S5：设定高阻故障判据，若满足判据，则判定为高阻接地故障，否则为低阻接地故障。
进一步地，所述步骤1中的安装设备不局限于故障指示器、FTU、一二次融合设备。
进一步地，所述步骤3中零序电流最后一个周波有效值的计算公式为：
其中，RMSlast代表计算得到的零序电流最后一个周波的有效值，I0(n)代表零序电流第n个点的瞬时值，代表零序电流最后一个周波的均值，CycPoint代表一个工频周波内的采样点数。
进一步地，所述步骤3中零序电流最后一个周波幅值的计算公式为：
Amp＝(Peak-Valley)/2；
其中，Amp代表零序电流最后一个周波的幅值，Peak代表零序电流最后一个周波的峰值，Valley代表零序电流最后一个周波的谷值。
进一步地，所述步骤4中滑动计算零序电流有效值的计算公式为：
其中，RMSraf(k)代表第k次滑动计算得到的零序电流有效值，I0(n)代表零序电流第n个点的瞬时值，代表零序电流在第m个采样点到第CycPoint+m-1采样点的均值，CycPoint代表一个工频周波内的采样点数，k代表第k次滑动。
进一步地，所述步骤4中滑动计算零序电流幅值的计算公式为：
其中，Ampraf(k)代表第k次滑动计算得到的零序电流幅值，Peak代表零序电流在第1+k*CycPoint至第(k+1)*CycPoint整周波采样点之间的峰值，Valley代表零序电流在第1+k*CycPoint至第(k+1)*CycPoint整周波采样点之间的谷值。
进一步地，所述步骤5中设定的高低阻接地故障判据为：若滑动计算得到的零序电流有效值小于零序电流有效值阈值，且滑动计算得到的零序电流幅值小于零序电流幅值阈值，则为高阻接地故障；反之则为低阻接地故障。
进一步地，所述步骤5中的零序电流有效值阈值设定为n倍的最后一个周波零序电流有效值，零序电流幅值阈值设定为n倍的最后一个周波零序电流幅值，其中n取任意大于1的数。
本发明的有益技术效果：提供了一种基于数据采集装置的接地故障判断方法，能够识别出接地故障的过渡电阻是低阻还是高阻接地故障，为高阻接地故障采用单独的特征提取算法提供了条件，进而保障了高阻接地故障的定位准确率。本方法计算量小，只需要零序电流即可进行识别，具有很好的工程实用性。
附图说明
图1为本发明的总体流程图。
图2为本发明实施例案例1零序电流波形。
图3为本发明实施例案例1滑动计算得到的零序电流有效值曲线。
图4为本发明实施例案例1滑动计算得到的零序电流幅值曲线。
图5为本发明实施例案例2零序电流波形。
图6为本发明实施例案例2滑动计算得到的零序电流有效值曲线。
图7为本发明实施例案例2滑动计算得到的零序电流幅值曲线。
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。
实施例：
一种基于数据采集装置的接地故障判断方法，包括以下步骤：
S1：在线路监测节点处安装设备，采集线路发生接地故障时的三相电流。
S2：利用采集的三相电流合成监测节点的零序电流，零序电流如图2、图5所示。
S3：计算零序电流最后一个周波的有效值及幅值，案例1中零序电流最后一个周波的有效值为2.95A，幅值为4.2A，案例2中零序电流最后一个周波的有效值为8.9A，幅值为12A。
S4：滑动计算案例1、案例2中零序电流的有效值及幅值，如图3、图4所示，案例1中滑动计算得到的有效值及幅值呈现递增的趋势，因此最后一个周波的零序电流幅值及有效值是最大的，案列1滑动计算得到的零序电流有效值最大为2.7A，滑动计算得到的零序电流幅值最大为3.9A。
如图6，图7所示，案例2中的滑动计算得到的有效值及幅值在故障时刻为最大，案列2滑动计算得到的零序电流有效值最大为22A，幅值最大为57A。
S5：设定高阻故障判据，具体判据为：阈值设定：取n为1.3>1，则案列1中零序电流有效值阈值为1.3*2.95A，零序电流幅值阈值为1.3*4.2A。
案列2中零序电流有效值阈值为1.3*8.9A，零序电流幅值阈值为1.3*12A。
案例1滑动计算得到的零序电流最大有效值2.7A小于1.3*2.95A，同时滑动计算得到的最大零序电流幅值3.9A小于1.3*4.2A；因为2.7<2.95，所以n取任意大于1的数，滑动计算得到的零序电流最大有效值即幅值最大值一定小于所设阈值，因此案例1中所有滑动计算的点均小于设定阈值，判定案例1故障情况属于高阻接地故障。
对于案例2滑动计算得到的零序电流最大有效值22A大于1.3*8.9A，同时滑动计算得到的零序电流最大幅值60A大于1.3*12A，因此滑动过程中存在大于设定阈值的点，判定案例2为低阻接地故障。
上述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，还可做出各种变换和变化以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归入本发明的专利保护范围。

Claims (6)

1.一种基于数据采集装置的接地故障判断方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：在线路监测节点处安装采样设备，采集线路发生接地故障时的三相电流；
S2：利用采集的三相电流合成监测节点的零序电流；
S3：计算零序电流最后一个周波的有效值及幅值；
S4：滑动计算零序电流的有效值及幅值；
S5：设定高阻故障判据，若满足判据，则判定为高阻接地故障，否则为低阻接地故障。
2.根据权利要求1所述的一种基于数据采集装置的接地故障判断方法，其特征在于，所述步骤1中安装的设备不局限于故障指示器、FTU、一二次融合设备。
3.根据权利要求1所述的一种基于数据采集装置的接地故障判断方法，其特征在于，所述步骤3中零序电流最后一个周波有效值的计算公式为：
其中，RMSlast代表计算得到的零序电流最后一个周波的有效值，I0(n)代表零序电流第n个点的瞬时值，代表零序电流最后一个周波的均值，CycPoint代表一个工频周波内的采样点数；
零序电流最后一个周波幅值的计算公式为：
Amp＝(Peak-Valley)2；
其中，Amp代表零序电流最后一个周波的幅值，Peak代表零序电流最后一个周波的峰值，Valley代表零序电流最后一个周波的谷值。
4.根据权利要求1所述的一种基于数据采集装置的接地故障判断方法，其特征在于，所述步骤4中滑动计算零序电流有效值的计算公式为：
其中，RMSraf(k)代表第k次滑动计算得到的零序电流有效值，I0(n)代表零序电流第n个点的瞬时值，代表零序电流在第m个采样点到第CycPoint+m-1采样点的均值，CycPoint代表一个工频周波内的采样点数，k代表第k次滑动；
滑动计算零序电流幅值的计算公式为：
其中，Ampraf(k)代表第k次滑动计算得到的零序电流幅值，Peak代表零序电流在第1+k*CycPoint至第(k+1)*CycPoint整周波采样点之间的峰值，Valley代表零序电流在第1+k*CycPoint至第(k+1)*CycPoint整周波采样点之间的谷值。
5.根据权利要求1所述的一种基于数据采集装置的接地故障判断方法，其特征在于，所述步骤5中设定的高阻接地故障判据为滑动计算得到的零序电流有效值小于有效值阈值，且滑动计算得到的零序电流幅值小于有效值阈值，则判定为高阻接地故障，否则均判定为低阻接地故障。
6.根据权利要求5所述的一种基于数据采集装置的接地故障判断方法，其特征在于，所述零序电流有效值阈值设定为n倍的最后一个周波零序电流有效值，零序电流幅值阈值设定为n倍的最后一个周波零序电流幅值，其中n取大于1的数。
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