CN117706279A - 一种低压配电系统断相故障诊断方法 - Google Patents

一种低压配电系统断相故障诊断方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及配网自动化技术领域，公开了一种低压配电系统断相故障诊断方法，包括以下步骤：安装采样设备；实时采集线路三相电压、电流；判断是否存在负荷用电：不存在则继续采集三相电压、电流；计算三相电压不平衡度；计算三相负荷潮流一致性参考值；计算三相电流幅值；设定断相故障判断逻辑并进行判断。本发明提供了一种低压配电系统断相故障诊断方法，根据三相电压、三相电流的变化特征，识别出断相故障，该方法同时适用于含分布式电源的低压系统，同时适用于不能直接测量N线电压的场景及设备，进一步提高了断相故障识别准确率。本方法计算量小，计算简单，所需电气量少，工程实用性强。

Description

一种低压配电系统断相故障诊断方法
技术领域
本发明涉及配网自动化技术领域，尤其涉及一种低压配电系统断相故障诊断方法。
背景技术
目前低压配电网主要采用三相四线制的解法，当发生单相断线故障后，不影响另外两相负荷的正常供电，但当发生断相故障后，若系统中存在三角形负载，则会影响负载的正常运转，且对于三角形负载而言，发生单相断线后，虽然电流会降为0，但断线相依然具有较高的电压，当进行检修时，不能直接进行触摸，特别是低压系统中含有分布式电源的情况下，断相之后的负载会由分布式电源来进行供电，线路依然带电。因此，发生断相故障后，需要及时准确的识别出来，避免认为接触导致触电，影响人身安全以及设备正常运行。
目前，常用的断相故障识别方法采用的断相特征主要是断相线电压为0、电流为0，并没有考虑分布式电源对断相故障特征的影响，随着大量分布式电源的接入，对断相故障特征的影响会越来越严重，目前的断相故障识别方法已不再适用。因此，急需发展一种能够同时适用于含分布式电源的低压断相故障识别方法。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足和缺陷，提供了一种低压配电系统断相故障诊断方法，根据三相电压、三相电流的变化特征，进行断相故障识别，同时适用于含分布式电源的场景，进一步断相故障识别准确率。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现。
一种低压配电系统断相故障诊断方法，包括以下步骤。
S1：在线路监测节点处安装采样设备。
S2：采样设备实时采集线路的三相电压、三相电流。
S3：判断是否存在负荷用电情况；存在则跳转S4；否则跳转S2。
S4：计算三相电压不平衡度。
S5：计算三相负荷的潮流一致性参考值。
S6：计算三相电流幅值。
S7：设定断相故障判断逻辑并根据三相电压不平衡度、三相负荷的潮流一致性、三相电流幅值进行判断。
优选地，所述采样设备不局限于智能断路器、LTU、量测开关。
优选地，所述步骤S3中是否存在负荷用电情况的判断逻辑为：计算三相电流的幅值，判断其是否大于采样设备的检测误差：若大于则判定存在负荷用电情况；否则判定不存在负荷用电情况。
优选地，所述三相电压不平衡度α的计算公式为：。
其中，maxU为三相电压的最大值，为三相电压的均值。
优选地，所述步骤S5中三相负荷的潮流一致性参考值β的计算公式为：。
其中，β为3或-3时表示潮流一致，为其余值时表示潮流不一致；N代表基波周波内的采样点数；IA（n）、IB（n）、IC（n）分别代表A、B、C三相电流的第n个采样点值；UA（n）、UB（n）、UC（n）分别代表A、B、C三相电压的第n个采样点值。
优选地，所述步骤S7中断相故障判断的具体逻辑为：若三相电压不平衡度变大，且三相负荷潮流方向存在不一致的情况，或某相电流幅值降到设备检测精度以下，则判断此节点上游发生了断相故障。
本发明的有益技术效果：提供了一种低压配电系统断相故障诊断方法，根据三相电压、三相电流的变化特征，识别出断相故障，该方法同时适用于含分布式电源的低压系统，同时适用于不能直接测量N线电压的场景及设备，进一步提高了断相故障识别准确率。另外，本方法计算量小，计算简单，所需电气量少，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为本发明实施例的三相电压波形图。
图3为本发明实施例的三相电流波形图。
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：如图1所示，一种低压配电系统断相故障诊断方法，包括以下步骤。
S1：在线路监测节点处安装采样设备。
S2：采集设备实时采集线路的三相电压、三相电流，波形如图2、图3所示。
S3：判断是否存在负荷用电情况，三相电流幅值分别为28.5A、28.4A、27.7A，设备检测精度设置为0.5A，均大于精测精度，存在用电负荷情况。
S4：计算三相电压不平衡度，根据公式计算三相电压不平衡度，断相故障前，三相 电压不平衡度为0.0004，断相故障后，三相电压不平衡度为0.07，三相电压不平衡度α的计 算公式为：。
其中，maxU为三相电压的最大值，为三相电压的均值。
S5：计算三相负荷的潮流一致性参考值，分别计算断相故障前后的三相负荷潮流 方向，断相故障前，三相负荷潮流方向一致，β=3，断相故障后，三相负荷潮流方向出现不一 致，β=1，断相的那一相潮流方向与另外两相相反，因为断相的那一相负载由后面的分布式 电源来进行供电导致，三相负荷的潮流一致性参考值β的计算公式为：；
其中，β为3或-3时表示潮流一致，为其余值时表示潮流不一致；N代表基波周波内的采样点数；IA（n）、IB（n）、IC（n）分别代表A、B、C三相电流的第n个采样点值；UA（n）、UB（n）、UC（n）分别代表A、B、C三相电压的第n个采样点值。
S6：计算三相电流幅值，断相故障前，三相电流幅值分别为27.55A、28.38A、28.4A，断线故障后，三相电流幅值分别为16.19A、27.43A、27.92A。
S7：设定断相故障判断逻辑并根据三相电压不平衡度、三相负荷的潮流一致性、三相电流幅值进行判断，具体逻辑为：若三相电压不平衡度变大，且三相电流潮流方向存在不一致的情况，或某相电流幅值降到设备检测精度以下，则判断此节点上游发生了断相故障，此案例由前面的计算结果可知，三相电压不平衡度变大，三相电流潮流方向存在不一致的情况，满足低压断相判断逻辑，判定此节点上游发生了低压断相故障，与实际仿真情况一致。
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)

1.一种低压配电系统断相故障诊断方法，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；
S2：采样设备实时采集线路的三相电压、三相电流；
S3：判断是否存在负荷用电情况；存在则跳转S4；否则跳转S2；
S4：计算三相电压不平衡度；
S5：计算三相负荷的潮流一致性参考值；
S6：计算三相电流幅值；
S7：设定断相故障判断逻辑并根据三相电压不平衡度、三相负荷的潮流一致性、三相电流幅值进行判断。
2.根据权利要求1所述的一种低压配电系统断相故障诊断方法，其特征在于，所述采样设备不局限于智能断路器、LTU、量测开关。
3.根据权利要求1所述的一种低压配电系统断相故障诊断方法，其特征在于，所述步骤S3中是否存在负荷用电情况的判断逻辑为：计算三相电流的幅值，判断其是否大于采样设备的检测误差：若大于则判定存在负荷用电情况；否则判定不存在负荷用电情况。
4.根据权利要求1所述的一种低压配电系统断相故障诊断方法，其特征在于，所述三相电压不平衡度α的计算公式为：
；
其中，maxU为三相电压的最大值，为三相电压的均值。
5.根据权利要求1所述的一种低压配电系统断相故障诊断方法，其特征在于，所述步骤S5中三相负荷的潮流一致性参考值β的计算公式为：
；
其中，β为3或-3时表示潮流一致，为其余值时表示潮流不一致；N代表基波周波内的采样点数；IA（n）、IB（n）、IC（n）分别代表A、B、C三相电流的第n个采样点值；UA（n）、UB（n）、UC（n）分别代表A、B、C三相电压的第n个采样点值。
6.根据权利要求1所述的一种低压配电系统断相故障诊断方法，其特征在于，所述步骤S7中断相故障判断的具体逻辑为：若三相电压不平衡度变大，且三相负荷潮流方向存在不一致的情况，或某相电流幅值降到设备检测精度以下，则判断此节点上游发生了断相故障。
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