[發明專利]一種基于電流二階差分的配電網單相接地故障選線方法

有效

• 申請號: 201811315114.X
• 申請日: 2018-11-06
• 公開（公告）號: CN109375057B
• 公開（公告）日: 2021-01-19
• 發明（設計）人: 陳慶;李紅斌;楊世武;黃煜彬
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08;G01R31/52;G01R31/58
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 廖盈春;曹葆青

本發明公開了一種基于電流二階差分的配電網單相接地故障選線方法，在每條線路上每隔一定距離設置一個測量點，包括下述步驟：(1)實時獲取配電網線路上各點每相的電流信號；(2)計算所述電流信號的二階差分值；(3)通過將每條線路絕對平均值最大的二階差分值進行比較來判斷故障線路。本發明通過對故障數據的分析，從數據中分析出當線路發生單相接地故障時，流經故障點的電流數據與相鄰的電流數據的二階差分值會有異常，以此作為選線的故障特征量，解決了傳統選線方案中物理模型缺陷導致的選線方案具有一定局限性的問題，本發明對復雜的實際問題具有很好的自適應性。

技術領域

本發明屬于電力系統故障選線技術領域，更具體地，涉及一種基于電流二階差分的高準確度配電網單相接地故障選線方法。

背景技術

配電網是電力系統中與用戶聯系最直接的環節，其覆蓋面廣，而相比于輸電網故障機率高，且單相接地是配電網運行中發生的最主要的故障類型。當中性點經消弧線圈接地的配電網發生單相接地故障時電網的三相線電壓之間始終保持對稱，由于消弧線圈的補償作用，產生的故障電流較小，此時系統可以點故障繼續運行1h～2h，保持對負荷的供電連續性。但長時間帶故障運行將給配電網帶來巨大的安全隱患，因此有必要對配電網故障選線方法進行研究。

國內外對于單相接地故障線路的識別的核心是基于分析故障線路某特征信號量的提取，例如零序電流幅值法、相位法、注入信號法、小波變換法等。以上方法其基本思路都是基于一定的理論從實際問題中抽象出物理模型，再用數學的嚴格推導對問題分析求解，故物理模型是否適用直接影響故障判斷的合理性與正確性。而在配電網實際選線問題中，線路參數、負荷波動、故障類型、對地電流不對稱等因素都會對物理模型提出約束，故傳統選線方法很難滿足工作狀態復雜多變的配電網，也是現階段小電流接地系統選線問題難以突破的重要原因。

發明內容

針對現有技術的缺陷，本發明的目的在于提供一種基于電流二階差分的高準確度配電網單相接地故障選線方法，旨在解決現有技術中由于對物理模型的依賴導致故障選線有很大局限性的問題。

本發明提供了一種基于電流二階差分的配電網單相接地故障選線方法，在每條線路上每隔一定距離設置一個測量點，包括下述步驟：(1)實時獲取配電網線路上各點每相的電流信號；(2)計算所述電流信號的二階差分值；(3)通過將每條線路絕對平均值最大的二階差分值進行比較來判斷故障線路。其中，在每隔一定距離設置一個測量點中，為了方便計算電流差分值，可以按等距來確定設置測量點的間隔距離，比如該間隔距離可以均設為一公里。

更進一步地，步驟(2)中，所述二階差分值為：Δ²I_na＝ΔI_na-ΔI_(n+1)a＝(I_na-I_(n+1)a)-(I_(n+1)a-I_(n+2)a)＝I_na-2I_(n+1)a+I_(n+2)a；其中，I_na為第n個測量點a相的電流值，ΔI_na、Δ²I_na分別對應I_na的一階差分值與二階差分值。

更進一步地，在步驟(3)中，根據以下原則來判斷故障線路：將所有線路所有測量點上得到的各點各相電流二階差分值的絕對平均值按線路按相區分，將每條線路絕對平均值最大的二階差分值進行比較，差分值出現異常的幾組數據對應的電流檢測值之間的線路存在故障。

總體而言，通過本發明所構思的以上技術方案與現有技術相比，具有以下有益效果：

(1)本發明通過對故障數據的分析，從數據中分析出當線路發生單相接地故障時，流經故障點的電流數據與相鄰的電流數據的二階差分值會有異常，以此作為選線的故障特征量，解決了傳統選線方案中物理模型缺陷導致的選線方案具有一定局限性的問題，本發明對復雜的實際問題具有很好的自適應性。