[發明專利]一種配電網單相接地故障單端區段定位方法

有效

• 申請號: 201711397294.6
• 申請日: 2017-12-21
• 公開（公告）號: CN108120899B
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發明（設計）人: 韓濤;顧澤玉;王波;馬永奎;徐永林;史艷剛
• 申請（專利權）人: 國網寧夏電力公司中衛供電公司;西安交通大學
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 何會俠

1.一種配電網單相接地故障單端區段定位方法，其特征在于：提高基于行波的單相接地故障定位技術的工程實用性，具體包括以下步驟：

步驟1：當配電網10kv線路上發生單相接地故障時，在變電所中電流互感器二次側測量三相故障電流行波，記為I_a,I_b,I_c；

步驟2：相模變換，得到線模電流行波：采用凱倫貝爾公式實現相模變換，公式如下：

其中I₀表示零模電流行波，在三相線路和大地之間傳播，I₁表示一模電流行波，I₂表示二模電流行波，一模和二模電流行波均稱為線模電流行波，二者計算方法不同，但具有相同的物理意義，均表示在線路相與相之間傳播的行波；取一模電流行波用于故障區段定位；

步驟3：對一模電流行波進行HHT變換，標定線模電流行波初始波頭和前若干個反射波頭到達時刻：

單相接地故障發生時，相當于在接地點產生一個脈沖行波信號源，產生高頻行波向線路兩端傳播；行波初始波頭直接從故障點傳播到測量點，路經最短，最先到達測量點；行波經過分支點、線路末端和故障點時，會發生折反射，一些反射波頭經過一定的路徑，也會傳播到測量點；高頻行波初始波頭和反射波頭到達測量點時，測量點測得的行波波形會發生瞬時的高頻震蕩；根據這種對應關系，通過檢測測量點行波波形中高頻震蕩發生的時刻，則得到行波初始波頭和反射波頭到達測量點的時刻；

HHT變換由經驗模態分解和Hilbert變換兩部分組成；用HHT變換檢測行波初始波頭和反射波頭到達測量點時刻的步驟是：首先對線模電流行波信號進行經驗模態分解分解，得到一系列固有模態分量imf1,imf2……；然后對imf1分量進行Hilbert變換，求出瞬時頻率隨時間的變化關系，前幾個瞬時頻率極大值出現的時刻依次對應行波初始波頭和不同長短路徑的反射波頭到達測量點的時刻；

步驟4：采用基于配網拓撲的定位方法，進行故障區段定位：

基于配網拓撲的定位方法原理：接地點單相接地故障發生后，會產生故障電流行波向線路兩端傳播，行波初始波頭直接由故障點傳播到測量點，用時最短，反射波頭相比于初始波頭，多傳播了一些分支的長度，到達時刻晚；用各個反射波頭到達時刻減去初始波頭到達時刻，再乘以行波波速，就能得到反射波頭相對于初始波頭多傳播的路徑的長度，即發生反射的分支的長度；當故障發生在不同的區段上時，行波從故障點傳播到測量點途中發生反射的分支路徑是不同的，根據這個特征，就能進行單相接地故障的區段定位；

基于配網拓撲的定位方法步驟：

①將步驟3中各反射波頭到達時間與初始波頭到達時間差乘以行波波速，得到一系列路徑差；

②將配網按分支點劃分為各個區段，計算故障發生在每個區段的可信度；

具體做法為：對于指定區段，判斷①中各路徑差能否表示成指定區段到測量點之間的分支長度和的形式，用分支長度和表示的路徑差占所有路徑差的比重記為故障發生在該區段的可信度；

③可信度最高的區段為故障區段。