[發明專利]一種不接地系統故障快速檢測方法

有效

• 申請號: 201711361737.6
• 申請日: 2017-12-18
• 公開（公告）號: CN108037417B
• 公開（公告）日: 2020-01-03
• 發明（設計）人: 黃永寧;胡秀明;艾紹貴;吳玫蓉;郝治國;徐靖東;顧翼南
• 申請（專利權）人: 國網寧夏電力有限公司電力科學研究院;西安交通大學
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 61215 西安智大知識產權代理事務所
• 代理人: 何會俠

本發明公開了一種不接地系統故障快速檢測方法，首先，實時采集變電所母線三相電壓瞬時值；其次，根據電壓瞬時值，利用插值法求得各相電壓的二階導數，并對二階導數取絕對值；然后，對三相電壓瞬時值取絕對值并同時加上一個小正數，作為三相校正電壓瞬時值；最后，分別求出各相電壓二階導數絕對值與各相校正電壓瞬時值的比值，將三個比值與門檻值比較，判斷故障是否發生；本發明方法受負荷擾動影響小，能夠快速可靠地檢測故障。

技術領域

本發明涉及配電網故障檢測方法，具體涉及一種不接地系統故障快速檢測方法。

背景技術

在電力系統中可能發生的各種故障中，短路故障對運行和設備安全危害最大。發生短路故障時，短路電流會使得設備發熱、變形，影響設備絕緣和壽命，短路故障還會對通信造成影響，甚至會造成發電機失去同步，系統解列。因此，在電力系統發生故障時，快速檢測故障，及時將故障線路或設備從系統切除，保障系統安全，顯得尤為重要。

目前，常用的故障檢測方法主要包括反映測量量大小的穩態量算法、反映故障前后變化量大小的突變量算法和其他奇異點檢測方法。穩態量算法中常利用相電流或電壓、線電流或電壓、差動電流、序分量以及更加復雜的組合量，且大多利用的是電流或電壓有效值。在計算有效值時，常利用傅里葉算法，其計算要求的數據窗較長，且易受故障直流分量影響，計算精度難以保證。突變量算法中，一般利用當前瞬時值與一個工頻周期前的瞬時值作差，超過門檻值，則認為發生故障。突變量算法靈敏度較高，但易受系統頻率波動影響。奇異點檢測方法中中常利用小波變換來確定奇異點，精度較高，但算法仍比較復雜。因此，利用簡單的算法，同時能避免擾動的影響，是故障檢測中亟待解決的問題。

發明內容

為了克服現有故障檢測方法存在的問題，本發明的目的是提供一種一種不接地系統故障快速檢測方法，能夠僅利用單端電壓信息，快速檢測故障，且能夠避免擾動的影響，精度較高，提高了故障檢測的快速性和可靠性。

為了達到上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種不接地系統故障快速檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：在變電所母線處，利用電壓互感器，實時采集母線三相電壓瞬時值，記為u_A(t)、u_B(t)、u_C(t)；

步驟2：根據采集得到的三相電壓瞬時值，使用插值法分別計算得到各相電壓二階導數，并取絕對值，記為公式如下：

式中ΔT為采樣周期，k＝A、B、C；

步驟3：將采集到的三相電壓瞬時值取絕對值，并同時加上一個較小的正數ε，0＜ε≤10^-4，作為三相校正電壓瞬時值，記為u′_k(t)，k＝A、B、C；

u′_k(t)＝|u_k(t)|+ε (2)

步驟4：計算三相電壓二階導數絕對值與對應的三相校正電壓瞬時值的比值，將求得的三個比值與門檻值比較，只要其中一個比值超過門檻值(門檻值設為5×10⁷)，則判斷故障已經發生。

本發明和現有技術相比較，具有如下優點：

本發明提出的一種不接地系統故障快速檢測方法，專門針對不接地系統故障檢測，目的性強，只需利用單端電壓信息(即只需要采集母線三相電壓)，且數據窗很短，對存儲空間要求低；計算中只需要利用插值法和取絕對值，然后得到比值，算法十分簡單，計算時間很短，能夠滿足快速性要求。

通過提高門檻值，能夠減小負荷變化的影響，可靠性高。原因如下：

理想情況下，正常運行時，母線三相電壓波形函數可表示為：