[發明專利]一種基于三相電流幅值分析的配電網故障定位方法

有效

• 申請號: 201611251346.4
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN106646139B
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 齊鄭;莊舒儀;鄭宇航
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 北京智繪未來專利代理事務所(普通合伙) 11689
• 代理人: 張紅蓮

一種基于三相電流幅值分析的配電網單相接地故障定位方法。實時采集配電網三相電流，一旦發生單相接地故障后對故障前后各相的相電流進行幅值分析，通過采集起始時刻相位相同的相電流進行差值計算，實現電流相量的幅值運算，同時濾出負荷電流和相間電容電流的影響，然后計算各相相電流幅值變化的有效值。安裝于線路上某個點的監測裝置通過分析三相電流幅值變化量就可以判斷該檢測點是否位于故障路徑上。本發明基于單接地故障發生后三相電流的幅值特點，不需要合成零序電流，減少了主站的分析計算量，在工程上具有較高的實用價值。

技術領域

本發明屬于電力自動化技術領域，涉及配電網中單相接地故障領域，具體來說是一種基于三相電流幅值分析的配電網故障定位方法。

背景技術

配電網在電力網中起著重要分配電能的作用，隨著配電網規模的不斷擴大，電力電子裝置的大面積使用及分布式電源的接入，使得配電網的結構日益復雜，對經常發生在配電網中的單相接地故障定位準確性產生一定影響。目前，我國6-35kV中壓配電網一般采用中性點不接地或中性點經消弧線圈接地的方式，經常發生的單相接地故障定位長期以來均未得到很好地解決。

除傳統拉線法，應用到工程中的大多數方法為利用故障后零序的穩態電氣量法、利用注入信號法或利用暫態分量的首半波、行波法等。他們或因為電氣分量過小，時間延時過長，或因為對采樣頻率要求過高、易受外界波動而影響對故障的定位。

近年來，基于線路三相節點的暫態電流方向的分析方法被提出，通過比較三相暫態電流的方向是否相同確定該點是否為故障節點，通過比較線路電流流動方向來判斷線路是否為故障線路，但該方法在多種實際工程線路的仿真模擬下存在誤判情形，準確性無法保證。

綜上所述，目前在該技術領域各種故障定位方法，在電氣量選擇、計算以及邏輯判斷上都存在一定的缺點，且針對日益靈活的配電網準確性較差，無法在工程領域廣泛推廣。

發明內容

本發明的目的在于對發生故障后配電網中三相電流進行研究，提出一種基于三相電流幅值分析的配電網故障定位方法。只需要通過安裝在三相線路上的電流互感器實時采集相電流，一旦發生單相接地故障后，提取故障發生時刻前后短時窗內的三相電流，對故障前后各相的相電流進行相量差計算，濾出負荷電流和相間電容電流的影響，然后計算各相相電流變化量。由于相電流變化量只包含相對地的電容電流在單相接地前后的變化，所以在非故障路徑上兩個非故障相的相電流變化量近似相等，同時也與故障相的相電流變化量近似相等；而在故障路徑上兩個非故障相的相電流變化量近似相等，同時小于故障相的相電流變化量。這樣安裝于線路上某個點的檢測裝置通過分析各相相電流變化量就可以判斷該點是否位于故障路徑上。同時，結合多個節點的判斷結果及線路的拓撲結構，從而實現對配電網單相接地故障的定位。方法簡單，不需要掌握計算零序電流等信號的特征；就地定位，不需要將采集到的數據傳送到數據主站，減少了主站的分析計算量。故障定位準確，在工程上具有良好的應用前景。

用于實現上述內容的技術方案如下：

一種基于三相電流幅值分析的配電網故障定位方法，其特征在于：

通過電流互感器實時監測配電網各個檢測點處三相電流，當配電網發生單相接地故障后，提取故障發生時刻前后設定短時窗內的三相電流，對故障前后各相的相電流進行幅值分析，通過采集起始時刻相位相同的相電流，實現電流相量幅值的差值運算，然后計算各相相電流的幅值變化量；在某檢測點若存在其中一相的電流幅值變化量大于另外兩相的電流幅值變化量，則判定該相為配電網中的接地故障相；若存在故障相的電流幅值變化量與非故障相的電流幅值變化量之比大于一個預設定值時，則判定該檢測點位于故障路徑上；

一種基于三相電流幅值分析的配電網故障定位方法，在配電網各檢測點上安裝電流互感器；其特征在于，所述配電網故障定位方法包括如下步驟：

步驟1：實時監測配電網各檢測點處的三相電流；