[發明專利]一種基于故障后波形相關分析的單相接地故障選線方法

有效

• 申請號: 201710184052.2
• 申請日: 2017-03-24
• 公開（公告）號: CN107102236B
• 公開（公告）日: 2019-10-18
• 發明（設計）人: 鄔宏偉;孫維國;錢建苗;陳高其;朱振洪;楊國鑄;周海華;孫輝;黃永欽;陳潮洋;毛源;干夢雙
• 申請（專利權）人: 國網浙江余姚市供電公司;國家電網公司;國網浙江省電力公司寧波供電公司
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 杭州華鼎知識產權代理事務所(普通合伙) 33217
• 代理人: 項軍

本發明涉及一種基于故障后波形相關分析的單相接地故障選線方法，涉及電力系統配電領域。通過安裝在線路上的測量終端準確捕捉到三相和零序的電流及電壓信號在故障后二個采樣周期的數據。通過求取同一信號兩個采樣周期數據之間的相關系數來判斷2個波形是否相似。通過相關系數計算模塊對6對波形分別求取相關系數，并與整定值比較。若線路超過設定數量個結果不符合整定值，則判定該出線發生單相接地故障。本發明的有益效果為：不受中性點運行方式的影響,成本低,易于實施；采用多信號波形的相關系數進行判斷，避免了使用單一波形可能出現的誤判，以達到準確判斷單相接地故障出線的目的。

技術領域

本發明涉及電力系統配電領域，尤其是一種低壓配電網單相接地故障選線的方法。

背景技術

目前我國中低壓配電網一般采用小電流接地方式，主要包括經不接地系統和消弧線圈接地的諧振接地系統，長時間運行易發生單相接地故障。單相接地故障是配電網發生頻率最高的故障類型。隨著電力系統的擴展，出線數目大大增多，系統容性電流大大增加，發生故障后會引起電力系統的過電壓，導致電力設備的損壞，危及系統的安全運行。因此，當配電網發生單相接地故障后，快速準確的找到故障線路并消除故障是很有意義的。

傳統的巡線方法找出具體故障點非常困難。巡線方法不僅耗費了大量人力物力，而且延長了停電時間，影響供電可靠性。但配電網中的單相接地故障發生后的電氣特征量不明顯，而且在不同的合閘角及配網運行方式下，其特征量又是復雜多樣的。由于故障情況復雜，以及受線路結構參數、互感器非線性特性、電磁干擾等因素影響，故障暫態零序電流的頻譜特性、能量分布和衰減特性有著很大的差異，所以配電網一直缺少可靠的單相接地故障選線方法，傳統方法無法全面分析而造成選線困難。

發明內容

本發明要解決上述現有技術的缺點，提供一種能夠實現快速故障定位，基于故障后波形相關分析的低壓配電網單相接地故障選線的方法。

本發明解決其技術問題采用的技術方案：

因為發生單相接地故障的短時間內，故障線路的三相和零序電信號波形變化率要大于非故障線路的三相和零序電信號波形變化率，所以當系統發生單相接地故障時，故障出線的三相和零序電信號波形變化率會與非故障線路有所不同，據此可以進行故障選線。

這種基于故障后波形相關分析的單相接地故障選線方法，通過安裝在線路上不同位置的測量終端準確捕捉到三相和零序的電流及電壓共8路信號故障后的二個采樣周期的數據。當檢測到過零點時，開始記錄電信號數據；當檢測到第三個過零點時停止記錄。

2個波形的相似性可以用相關系數描述。因此,可以通過求取同一電信號的兩個采樣周期之間的相關系數來判斷2個波形是否相似，相關系數可以通過灰色關聯度方法或其他數學算法求取。作為優選，相關系數ρ的計算公式如下:

式中：i₁和i₂分別為2個采樣周期的電流，也可用2個采樣周期的電壓u₁、u₂等效替代；

n為采樣序列，N為電流信號的數據長度。相關系數ρ反映了2個固定波形i₁(n)和i₂(n)的相似程度。2個信號一致時，ρ取得最大值1；2個信號完全無關時，ρ為0。當系統發生單相接地故障時，非故障出線的各個電信號的兩個采樣周期波形的相似程度高，相關系數趨近于1；故障出線的各個電信號的兩個采樣周期波形的相似程度低，波形差異較大，相關系數接近0。