[發(fā)明專利]非有效接地系統(tǒng)故障類型自適應(yīng)接地選線方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210422542.9
• 申請日: 2012-10-25
• 公開（公告）號: CN103018627A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭謀發(fā);蔡奕龍;鄭海濱;許建昆;黃文元;蔡國陽;佘永紅;潘順發(fā)
• 申請（專利權(quán)）人: 福建省電力有限公司;國家電網(wǎng)公司;福建省石獅電力有限責(zé)任公司;福州大學(xué)
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 福州展暉專利事務(wù)所 35201
• 代理人: 林天凱

1.一種非有效接地系統(tǒng)故障類型自適應(yīng)接地選線方法，其方法如下，其特征在于：(1)監(jiān)測母線零序電壓波形，當(dāng)母線零序電壓瞬時值超過0.15U_n時，其中U_n為母線額定電壓，啟動故障選線裝置并記錄故障發(fā)生后母線零序電壓及各條出線暫態(tài)零序電流一個周波的波形，采樣頻率設(shè)為10kHz；

(2)確定選定頻帶的范圍：在非有效接地系統(tǒng)中，阻抗角由負(fù)變?yōu)檎倪^程表示發(fā)生串聯(lián)諧振，由正變到負(fù)的過程表示發(fā)生并聯(lián)諧振，

中性點不接地系統(tǒng)中，所有健全線路中首次發(fā)生串聯(lián)諧振的頻率最小值記為f_m，則中性點不接地系統(tǒng)的選定頻帶為[0，f_m]，

諧振接地系統(tǒng)中最長健全線路首次發(fā)生并聯(lián)諧振的頻率記為f_BM，所有健全線路中首次發(fā)生串聯(lián)諧振的最小頻率記為f_M，則諧振接地系統(tǒng)的選定頻帶為[f_BM，f_M]，

非有效接地系統(tǒng)在選定頻帶范圍內(nèi)：線路發(fā)生單相接地故障時，故障線路和健全線路暫態(tài)零序電流極性相反，故障線路零序電流由線路流向母線，健全線路零序電流由母線流向線路，故障線路零序電流幅值等于所有健全線路幅值之和；當(dāng)母線發(fā)生單相接地故障時，所有線路零序電流都由母線流向線路，極性相同；

(3)利用小波包對線路零序電流進(jìn)行分解重構(gòu)對線路零序電流進(jìn)行分解重構(gòu)，選出零序電流包絡(luò)線面積最大的三條以上的線路為故障備選線路；

(4)確定故障類型：低頻分量與高頻分量的比例因子r反映線路暫態(tài)零序電流的主要成分，若有某條線路r<1，即在相電壓過峰值附近發(fā)生小電阻接地故障，此時不論其余線路的r是否小于1，均認(rèn)為系統(tǒng)零序電流的主要成分是高頻分量，當(dāng)所有線路均有r≥1時，認(rèn)為系統(tǒng)零序電流的主要成分為低頻分量，暫態(tài)因子h反映過渡電阻大小，借鑒電壓驟降的定義，當(dāng)h<0.9時，表示經(jīng)大電阻接地故障，當(dāng)h≥0.9時，表示相電壓過零點附近的小電阻接地故障；

(5)根據(jù)接地故障類型計算幅值比較判據(jù)一和極性比較判據(jù)二，在兩判據(jù)結(jié)果不一致時引入第三判據(jù)，選出故障線路，在非有效接地系統(tǒng)中，線路的特征頻帶定為本線路能量最大的頻帶，系統(tǒng)的特征頻帶定為系統(tǒng)中所包含的各線路的特征頻帶中能量最大的線路的特征頻帶為系統(tǒng)的特征頻帶；

(5.1)中性點不接地系統(tǒng)故障選線判據(jù)中只采用低頻分量與高頻分量的比例因子r對故障類型進(jìn)行分類，其故障判據(jù)如下：

第一判據(jù)為幅值比較，等效于能量比較，逐條計算出三條備選線路各自的能量，再檢測其中能量最大線路的能量是否大于其余兩條線路能量之和，若大于，則該判據(jù)選擇能量最大線路為故障線路，否則判斷為母線故障；

第二判據(jù)為極性比較，選取第一判據(jù)中能量最大線路為參考線路，將參考線路與其余兩條線路在特征頻帶內(nèi)的小波重構(gòu)信號進(jìn)行極性比較，極性比較公式如下：

pki=Σm=1nI0kmI0im]]>

式中，I_0km為第k條備選線路特征頻帶重構(gòu)信號在第m個采樣點的特征分量；n為總采樣點數(shù)，I_0im為參考線路特征頻帶重構(gòu)信號在第m個采樣點的特征分量；

若所有p_ki<0，表示該參考線路故障；若所有p_ki>0，表示母線故障；若僅與其中某一線路計算結(jié)果小于0，表示此線路故障；

對于系統(tǒng)特征頻帶的選取，當(dāng)r<1時，系統(tǒng)的特征頻帶為剔除低頻帶，在選定頻帶范圍內(nèi)所求取的能量最大頻帶。當(dāng)r≥1時，系統(tǒng)的特征頻帶為包含0～50Hz的低頻帶；

第三判據(jù)為輔助判據(jù)，僅當(dāng)?shù)谝慌袚?jù)的選線結(jié)論與第二判據(jù)的選線結(jié)論不一致時才啟用，此時極性比較方法同第二判據(jù)，但需修改特征頻帶，當(dāng)r<1時，系統(tǒng)的特征頻帶為下一尺度剔除低頻帶在選定頻帶范圍內(nèi)所求取的能量最大頻帶，當(dāng)r≥1時，系統(tǒng)的特征頻帶為下一尺度0～50Hz的低頻帶；

(5.2)諧振接地系統(tǒng)故障選線判據(jù)中同時采用低頻分量與高頻分量的比例因子r和暫態(tài)因子h對故障類型進(jìn)行分類，其故障判據(jù)如下：

第一判據(jù)為幅值比較。r<1或r≥1且h<0.9時判斷備選線路中能量最大線路的能量是否大于其余線路能量之和，若成立，則選擇能量最大線路為故障線路，否則判斷母線故障，r≥1且h≥0.9時判斷備選線路中直流分量能量最大線路的能量是否大于其余備選線路直流分量能量之和，若成立，則判斷該線路為故障線路，否則判斷母線故障；

第二判據(jù)為極性比較，r<1或者r≥1且h≥0.9時選取第一判據(jù)中能量最大線路為參考線路，參考線路在特征頻帶上的重構(gòu)信號與其余線路在特征頻帶上的重構(gòu)信號進(jìn)行極性比較，極性比較公式和故障線路確定方法與(5.1)第二判距中相同，

r≥1且h<0.9時，因暫態(tài)零序電流幅值較小，在小數(shù)值之間進(jìn)行極性比較，所得結(jié)果準(zhǔn)確性的裕度不高，故將零序電流與幅值較大的零序電壓進(jìn)行極性比較，公式為：

pk=Σm=1nI0kmI0m]]>

式中，U_0m為零序電壓的低頻重構(gòu)信號在第m個采樣點的特征分量；若某條線路p_k<0，表示該線路故障；若所有p_k>0，表示母線故障；

特征頻帶從暫態(tài)零序電流主要分量中選取，r<1時，系統(tǒng)特征頻帶即為滿足選定頻帶要求的能量最大的頻帶，r≥1時，選擇包含0～50Hz的低頻帶；

第三判據(jù)為輔助判據(jù)，當(dāng)?shù)谝慌袚?jù)的選線結(jié)論與第二判據(jù)的選線結(jié)論不一致時啟用，此時極性比較方法同第二判據(jù)，但需修改特征頻帶，r<1時，特征頻帶為下一尺度滿足選定頻帶要求的能量最大的頻帶，r≥1時，特征頻帶為當(dāng)前尺度上滿足選定頻帶要求的能量最大的頻帶。