[發明專利]一種配電網接地故障檢測定位方法

有效

• 申請號: 201710220903.4
• 申請日: 2017-04-06
• 公開（公告）號: CN106990324B
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發明（設計）人: 齊文斌;趙玉;趙鳳青;譚志海;周年光;劉定國;朱吉然
• 申請（專利權）人: 北京四方繼保自動化股份有限公司;國網湖南省電力公司電力科學研究院
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08;G01R31/52
• 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

一種配電網接地實時故障檢測的特征能量法，其特征在于：對配電網故障錄波零序電流時間序列，選擇Daubechies8小波濾波器，做4階小波分解；用第4層小波分解系數的平方積分作為故障監測的特征能量，通過零序電流能量特征值大小來判斷是否有配電網接地故障；有接地故障時，在饋線各支路上尋找特征能量最大的監測點為故障起點，沿著支路潮流的流出母線方向，找到鄰近特征能量最小的監測點為故障尾端，進而確定配電網接地故障區間在上述首尾端點之間。

技術領域

本發明屬于配電自動化技術領域，涉及一種配電網接地故障檢測的小波特征能量方法，對故障監測點的錄波信號數據做小波變換，利用小波變換后第4層的細節系數做為基礎數據，用細節系數平方積分作為特征能量值，通過特征能量來識別接地故障、確定故障區間。

背景技術

我國大多數配電網均采用中性點不直接接地系統(NUGS)，即小電流接地系統，它包括中性點不接地系統(NUS)，中性點經消弧線圈接地系統(NES，也稱諧振接地系統)，中性點經電阻接地系統(NRS)。隨著自動跟蹤消弧電抗器的廣泛使用，為解決系統于故障瞬間出現的諧振問題，開始采用消弧線圈與非線性電阻串(或并)聯以及與避雷器并聯的運行方式。NUGS發生單相接地故障的幾率最高，這時供電仍能保證線電壓的對稱性，且故障電流較小，不影響對負荷連續供電，故不必立即跳閘，長時間運行易使故障擴大成兩點或多點接地短路，弧光接地還會引起全系統過電壓，進而損壞設備，破壞系統安全運行，所以必須及時找到故障線路和故障位置予以切除。

配電網接地故障檢測與定位已經成為配網自動化系統的基礎功能：配電網出現單相接地故障時，故障終端檢測出單相接地故障發生時，自動生成故障錄波文件；配電網主站召喚故障錄波并分析故障時的暫態波形，實現故障選線和故障定位。

配電網出現單相接地故障時，暫態過程存在豐富的故障信息，故障時的暫態過程不受接地方式的影響，利用暫態分量進行故障檢測具有重要意義，通過提取暫態信號中的特征分量則可以提高選線和定位的精度。通過與故障終端相配合，故障終端檢測出單相接地故障發生時，自動生成故障錄波文件，配電網主站通過主動召喚故障錄波并分析故障時的暫態波形，實現故障選線和故障定位功能。從而解決小電流接地配電網單相接地故障選線和定位的難題，完善配電網饋線自動化功能，提高系統的自動化水平。

暫態過程存在豐富的故障信息，故障時的暫態過程不受接地方式的影響，通過提取暫態信號中的特征分量，可以實現高精度的故障提高選線和定位。接地故障發生后先經過暫態過渡過程(1-2個周波)，然后進入穩態狀態，但是根據現場錄波數據分析，暫態過程和穩態過程并不是按照時間嚴格區分。

目前文獻報道的選線技術絕大部分是利用零序電壓、零序電流分量進行選線，主要方法有:群體比幅比相法、五次諧波法、有功分量法、能量函數法、零序導納法、首半波法、小波法等。

群體比幅比相法，該方法是中性點不接地系統的常用選線方法，被大多數選線裝置所采用。但是當線路較短或者經大電阻接地時，零序電流幅值很小，此時零序電流的相位誤差將很大，導致選線錯誤。

當接地過渡電阻很大時，五次諧波含量很小，此時會影響選線準確性。

有功分量法、能量函數法及零序導納法，對于中性點經消弧線圈接地系統，消弧線圈不能補償零序電流有功分量，因此故障線路零序電流有功分量與正常線路零序電流有功分量相位相反，并且故障線路零序電流有功分量幅值最大。如果零序回路的電阻較低，則零序電流的有功分量較小，容易造成誤選。

首半波原理基于接地故障發生在相電壓接近最大值瞬間這一假設，發生接地后的第一個半周期，故障線零序暫態電流與正常線路零序暫態電流極性相反。但故障發生在相電壓過零值附近時，電流的暫態分量值較小，易引起極性誤判。

應用小波法提取故障暫態信號的特征量進行故障檢測，選用合適的小波基對暫態零序電流的特征分量進行小波變換后，得到故障線路上暫態零序電流特征分量，通過比較特征能量，來實現故障檢測與定位。