[發明專利]一種基于多頻率零序電信號的單相接地故障選線方法

在審

• 申請號: 201710702941.3
• 申請日: 2017-08-16
• 公開（公告）號: CN107607825A
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發明（設計）人: 陳劍萍
• 申請（專利權）人: 杭州零爾電力科技有限公司
• 主分類號: G01R31/02
• 分類號: G01R31/02;G01R31/08;G01R23/165
• 代理公司: 杭州云睿專利代理事務所(普通合伙)33254
• 代理人: 張驍敏

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

目前我國配電網大多數采用中性點非有效接地系統，單相接地故障占到總體故障的80％以上。隨著饋線的增多，電容電流增大，長時間運行容易發生單相接地故障變成多點接地短路故障，弧光接地還會引起系統的過電壓，損壞設備等問題，進而破壞系統的安全運行。所以及時找到故障線路和故障地點就十分重要。隨著配電網網架的加強，分支線路的增多，用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。尤其是在氣候嚴寒冬季或雨雪天氣、路況艱難，巡線方法找故障點的方法勞動強度非常大，難以適應當前生產的需求。

單相接地短路作為發生幾率最大的短路故障類型，如何在配電網發生單相接地故障后及時準確地找到故障發生的位置，隔離故障區域并恢復非故障區域的正常供電，是當前配電網單相接地故障研究中的一個重要一個目的。在不同接地方式的低壓配電網中發生單相接地故障后，區分故障出線與非故障出線的方法有所不同，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，提供一種能夠快速的實現故障定位，基于多頻率零序電信號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：

因為非故障線路的零序電流總是超前于電壓,而故障線路的零序電流滯后于電壓；又因為發生單相接地故障的短時間內，故障線路的零序電流變化率要大于非故障線路的零序電流變化率，所以當系統發生單相接地故障，故障出線的零序電壓與零序電流相位之比，以及其零序電流變化率會與非故障線路有所不同，據此可以進行故障選線。

這種基于多頻率零序電信號的單相接地故障選線方法，通過安裝在線路上不同位置的終端準確捕捉到故障后4個周期的零序電流和電壓信號。然后采用FFT(快速傅里葉變換)算法或者諧波小波算法對線路4個周期的零序電信號進行諧波分析。

作為優選，通過計算得到零序電流基波、五次諧波和七次諧波三個頻率的幅值和相位，以及零序電壓基波、五次諧波和七次諧波三個頻率的相位，也可使用其它頻率的諧波或間諧波。首先利用零序電流基波、五次和七次諧波在故障后第二個周波的有效值I12、I52、I₇₂，以及第四個周波的有效值I₁₄、I₅₄、I₇₄，分別計算相應的零序電流變化率g₁、g₅、g₇；然后利用零序電壓和電流的基波、五次和七次諧波在第四個周波的相位，分別計算零序電壓與零序電流相位比值α₁、α₅、α₇。

利用出線發生單相故障時零序電流和電壓的突變特征，若線路超過設定數量個諧波結果不符合設定值，則判定該出線發生單相接地故障，該判據具體設定如下：

如果g₁>K₁,則a＝1,否則a＝0；

如果g₅>K₂,則b＝1,否則b＝0；

如果g₇>K₃,則c＝1,否則c＝0；

如果0°<α₁<K₄,則d＝1,否則d＝0；

如果0°<α₅<K₅,則e＝1,否則e＝0；

如果0°<α₇<K₆,則f＝1,否則f＝0；

m＝a+b+c+d+e+f≥n；

式中，g₁、g₅、g₇：基波、五次和七次諧波的零序電流變化率；

α₁、α₅、α₇：基波、五次和七次諧波的零序電壓與零序電流相位比值；

K₁、K₂、K₃：基波、五次和七次諧波的零序電流變化率設定值；

K₄、K₅、K₆：基波、五次和七次諧波的零序電壓電流相位比值設定值；