[發(fā)明專利]基于暫態(tài)高頻分量的消弧柜故障相判斷方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711327688.4
• 申請(qǐng)日: 2017-12-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108132421B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 齊鄭;鄭宇航;莊舒儀;薛融
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華北電力大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R31/08
• 分類號(hào): G01R31/08
• 代理公司: 北京智繪未來(lái)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11689
• 代理人: 張紅蓮

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于暫態(tài)高頻分量的消弧柜故障相判斷方法。傳統(tǒng)的消弧柜故障相判斷方法，是在發(fā)生單項(xiàng)電弧接地故障后，故障相電壓有效值接近零。這種依賴單一判據(jù)的方法，其準(zhǔn)確度較低，在現(xiàn)場(chǎng)已經(jīng)出現(xiàn)了多起故障相判斷失誤的案例，嚴(yán)重危害了電力系統(tǒng)的可靠性。本發(fā)明提出運(yùn)用電弧熄滅后故障相的高頻分量相位與非故障相的高頻分量相位相反的判據(jù)，同時(shí)結(jié)合電弧熄滅起前，故障相有效值降低且僅故障相存在高頻分量的判據(jù)，準(zhǔn)確迅速的判斷故障相。

專利領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)繼電保護(hù)領(lǐng)域，涉及消弧柜的故障相判定，具體涉及基于暫態(tài)高頻分量的消弧柜故障相判斷方法。

背景技術(shù)

隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷增大，配電網(wǎng)可靠性在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有著越來(lái)越重要的地位。配電網(wǎng)是直接面向用戶的環(huán)節(jié)，關(guān)系著電力用戶的生產(chǎn)生活，重要性不言而喻。在配電網(wǎng)故障中，單相接地故障占據(jù)主要地位，其中單項(xiàng)弧光接地故障占據(jù)了單相接地故障的絕大部分，每年單項(xiàng)弧光接地故障給電力系統(tǒng)造成了一定量的的安全隱患，降低了電力系統(tǒng)可靠性，帶來(lái)了大量直接，間接的經(jīng)濟(jì)損失。

在治理單相弧光接地故障的措施中，消弧柜扮演了重要的角色。消弧柜是安裝在變電站內(nèi)的繼電保護(hù)裝置，當(dāng)檢測(cè)到電力系統(tǒng)發(fā)生了單相弧光接地故障時(shí)，消弧柜需要在兩個(gè)周波的時(shí)間內(nèi)內(nèi)迅速識(shí)別故障相，在變電站中將故障相迅速接地并迅速斷開(kāi)接地，達(dá)到熄滅故障點(diǎn)電弧的作用，避免了故障點(diǎn)接地電弧對(duì)系統(tǒng)造成的危害。其中，關(guān)鍵的一步是消弧柜對(duì)故障相的準(zhǔn)確識(shí)別。一旦故障相識(shí)別錯(cuò)誤，造成了非故障相在變電站處接地，將原有的單相接地故障擴(kuò)大為系統(tǒng)兩相接地，按照電力系統(tǒng)安全規(guī)程將造成三相跳閘的嚴(yán)重后果，擴(kuò)大了故障范圍并造成了停電損失。而傳統(tǒng)的消弧柜，多數(shù)用三相有效值判定的方法，即選取電壓有效值最低相為故障相。這種采用單一判據(jù)的方法準(zhǔn)確性較低，且單項(xiàng)弧光接地多為間歇式電弧接地，即電弧以周波為單位，規(guī)律地的產(chǎn)生于熄滅，因此該方法不能準(zhǔn)確地判斷故障相。當(dāng)前，消弧柜在現(xiàn)場(chǎng)已經(jīng)造成了多起故障相判斷失誤，給電力系統(tǒng)造成了嚴(yán)重的危害。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于運(yùn)用電弧熄滅后故障相的高頻分量相位與非故障相的高頻分量相位相反的判據(jù)；同時(shí)結(jié)合電弧熄滅起前，故障相有效值降低且僅故障相存在高頻分量的判據(jù)，提高消弧柜判斷故障相的準(zhǔn)確性。

本申請(qǐng)具體采用以下技術(shù)方案：

基于暫態(tài)高頻分量的消弧柜故障相判斷方法，其特征在于：

通過(guò)三相電壓的有效值結(jié)合高頻分量，判斷消弧柜的故障相。

所述基于暫態(tài)高頻分量的消弧柜故障相判斷方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

步驟1：現(xiàn)場(chǎng)錄波器分別記錄電弧燃燒時(shí)母線三相電壓瞬時(shí)值數(shù)據(jù)；

步驟2：分別計(jì)算母線三相電壓數(shù)據(jù)的有效值；以半個(gè)周波(0.01秒)為單位時(shí)間，有效值為步驟1采集的瞬時(shí)值在一個(gè)單位時(shí)間內(nèi)的方均根值：

式中，R_k表示k相的有效值，其中k＝A,B,C三相中的其中之一；n表示單位時(shí)間內(nèi)，錄波器記錄的數(shù)據(jù)數(shù)量；U_ki表示單位時(shí)間內(nèi)k相電壓的第i個(gè)數(shù)據(jù)值。

步驟3：如果存在k相電壓的有效值均低于其他相電壓的有效值的s倍，則進(jìn)入步驟4，反之返回步驟1；

步驟4：分解步驟1記錄的k相電壓數(shù)據(jù)，若存在明顯的高頻分量即高頻分量大于等于預(yù)設(shè)的第一高頻分量閾值則判斷k相為故障相；反之返回步驟1。

進(jìn)一步：

在步驟3中，其中s的范圍是0.4～0.7。

S進(jìn)一步優(yōu)選取值為0.6。

在步驟4中，所述高頻分量是指電壓數(shù)據(jù)中大于9倍電力系統(tǒng)頻率的分量。