[發(fā)明專利]一種基于相電流突變量的接地故障保護方法

有效

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• 申請日: 2016-04-28
• 公開（公告）號: CN105914718B
• 公開（公告）日: 2018-04-10
• 發(fā)明（設計）人: 曾祥君;劉謀海;谷應科
• 申請（專利權）人: 長沙理工大學
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26;H02H7/22
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙)43008
• 代理人: 周長清

技術領域

本發(fā)明主要涉及到配電網(wǎng)接地技術領域，特指一種基于相電流突變量的接地故障保護方法。

背景技術

我國配電網(wǎng)廣泛采用中性點非有效接地方式，這種運行方式能有效提高電力供應可靠性，但其單相接地故障時，故障電流特征微弱，電弧不穩(wěn)定等因素，選線問題一直是困擾電力工作者的難題。目前，故障選線研究已經(jīng)初步取得一些成果，但在實際應用中選線準確率仍然較低，有待進一步提高。

現(xiàn)有的配電網(wǎng)接地故障保護方法主要有注入信號法、穩(wěn)態(tài)方法和暫態(tài)方法三種。注入信號法的主要難點是：①需要增加信號注入設備，投資大；②不能檢測瞬時性和間歇性故障，接收靈敏度低；③故障電阻較大時，故障線路與非故障線路的信號差異不明顯。穩(wěn)態(tài)方法，主要包括零序電流比幅比相法、負序電流法、諧波法等。穩(wěn)態(tài)方法的主要難點是：故障電流微弱，容易受電弧不穩(wěn)定性、受過渡電阻、中性點接地方式的影響較大等因素的影響，尤其在經(jīng)高阻接地、消弧線圈過補償時，很容易產(chǎn)生誤判。暫態(tài)保護以小波算法為代表，故障特征明顯，且不受消弧線圈及電弧不穩(wěn)定的影響，具有檢測靈敏度高等優(yōu)點。小波算法的主要難點是：①容易受小波基函數(shù)及分解尺度等因素的影響；②對采樣數(shù)據(jù)進行大量逐層提取與分離，乘法運算量十分巨大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術問題就在于：針對現(xiàn)有技術存在的技術問題，本發(fā)明提供一種原理簡單、易于實現(xiàn)、能夠有效地提高保護精度和可靠性的基于相電流突變量的接地故障保護方法。

為解決上述技術問題，本發(fā)明采用以下技術方案：

一種基于相電流突變量的接地故障保護方法，其步驟為：

S1：在線監(jiān)測配電網(wǎng)的零序電壓，當零序電壓超過電壓限定值時，采集各線路的暫態(tài)相電流信號；

S2：提取各線路暫態(tài)相電流突變量；

S3：對各線路相電流突變量進行相間兩兩相關性分析，得到相間相關系數(shù)[ρ_AB ρ_BCρ_CA]，通過比較得到相間最小相關系數(shù)ρ_min；

S4：根據(jù)相間相關系數(shù)的大小來判斷故障線路；當所有線路的最小相間相關系數(shù)都滿足ρ_{i min}>ρ_set時，判定為母線故障，跳閘隔離故障母線，其中i＝1、2、...、n；否則，判定為線路故障，其中相關系數(shù)最小所對應的線路即為故障線路，跳閘隔離故障線路。

作為本發(fā)明的進一步改進：所述步驟S3中，相間相關系數(shù)ρ的計算公式為：

式中設x(n)、y(n)為2個離散信號序列，對應暫態(tài)相電流突變量采樣值，N表示離散采樣信號序列的長度。

作為本發(fā)明的進一步改進：所述步驟S1中，電壓限定值為15％的相電壓。

作為本發(fā)明的進一步改進：所述步驟S4中，ρ_set取0.5。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：

1、本發(fā)明的基于相電流突變量的接地故障保護方法，只需測量被保護對象各相電流的突變量，易于實現(xiàn)；利用相電流突變量的相間相關系數(shù)的大小作為保護判據(jù)，打破了將故障特征量與整定值進行比較作為保護判據(jù)的傳統(tǒng)；無需對信號進行濾波處理，利用了弧光故障暫態(tài)分量，有效提高了保護的抗弧光故障能力。本發(fā)明不受系統(tǒng)運行方式變化的影響，在高阻故障時仍然有較高的保護精度和可靠性；通過波形的相關性分析來進行選線，計算簡單，有效解決了配電網(wǎng)接地故障保護判斷整定困難和可靠性不高的難題。

2、本發(fā)明的基于相電流突變量的接地故障保護方法，通過對單相接地故障時相電流暫態(tài)信號特征的分析，利用各線路暫態(tài)相電流突變量的突變量的差異，對其進行相間兩兩相關性分析；無需對信號進行處理及設置故障特征量的整定值，計算簡單，易于實現(xiàn)，有效地提高了保護的精度和可靠性，具有深遠的意義和廣闊的應用前景。

附圖說明

圖1是本發(fā)明方法的流程示意圖。

圖2是本發(fā)明在具體應用實例中的原理示意圖。

具體實施方式

以下將結合說明書附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明。

如圖1所示，本發(fā)明的基于相電流突變量的接地故障保護方法，其步驟為：

S1：在線監(jiān)測配電網(wǎng)的零序電壓，當零序電壓越限時(即超過電壓限定值)，采集各線路的暫態(tài)相電流信號；

S2：提取各線路暫態(tài)相電流突變量；