[發明專利]一種配電網單相高阻斷線故障辨識方法及裝置

有效

• 申請號: 201811545313.X
• 申請日: 2018-12-17
• 公開（公告）號: CN109444666B
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 任杰;蘇建軍;孟海磊;李沐;李立生;李建修;辜超;劉洪正;劉明林;文艷;劉寧;趙辰宇;王峰;樊迪
• 申請（專利權）人: 國網山東省電力公司電力科學研究院;國家電網有限公司
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 北京智繪未來專利代理事務所(普通合伙) 11689
• 代理人: 張紅蓮

本發明公開了一種配電網單相高阻斷線故障辨識方法及裝置，利用廣域測量系統對故障下游負載側的三相電壓進行同步測量，對負載側故障相電壓幅值大小進行計算分析，并基于負載側故障相電壓幅值大小進行高阻單相斷線故障辨識。相對于傳統辨識方法，本方法對不同接地情況、不同接地過渡電阻阻值下的負載側等效電路模型進行了分析計算，得出的故障辨識方法具有較好的辨識準確度與較廣泛的適用范圍，為解決配電網單相斷線故障辨識難題提出了一種可行有效的新方案。

技術領域

本發明涉及配電網線路故障辨識方法，更具體地，涉及一種基于廣域測量的配電網單相高阻斷線故障辨識方法及裝置。

背景技術

配電網與用戶直接相連，是電力系統的重要組成部分，其運行狀態與用戶的用電質量和人身安全直接相關。配電網單相斷線故障發生后，故障下游負載側三相電壓出現明顯的不平衡現象，導致電動機等三相動力設備缺相運行，最終因發熱而燒毀，造成嚴重的經濟損失；同時單相斷線故障發生時往往還伴隨著接地故障，這種斷線接地故障與配電網中常見的單相接地故障不同，極有可能導致人畜觸電、山林失火等安全事故，具有很高的危險性，對人民的生命財產安全造成巨大威脅。

目前，雖然已經有許多學者專注于在配電網中利用單相斷線故障的電壓、電流特征進行故障辨識，如山東大學學者在研究中對三種不同接地情況下的單相斷線故障的三相序電壓、序電流進行了較為詳細的分析，提出采用正、負序電流及其變化量作為單相斷線故障辨識的判據，但是對接地過渡電阻的阻值范圍考慮不足，實際辨識效果不理想。

在我國以小電流接地方式為主的配電網中，由于單相斷線故障與單相接地故障在電源側的電氣特征十分相似，以傳統的集中式測量裝置難以進行故障辨識，配電網在單相斷線故障發生后可能繼續保持運行數小時，嚴重威脅配網的安全可靠運行。

廣域監測系統(WAMS，Wide Area Measurement System)由全球定位系統提供精準時標，獲取高采樣率、高精度的電流、電壓以及頻率信號，具有相量獲取、同步采集以及數據實時處理的特性，可廣泛用于全網運行監測控制，區域保護控制，故障診斷以及污染源定位等各個領域。

WAMS采用同步相角測量技術，將相量量測單元PMU布置在電網的關鍵監測點，實現對全網相量的同步采集。PMU通過GPS技術同步對時，將帶有時標的信息發送至監控主站，調度人員根據同步信息實時監控電網的運行狀態。WAMS系統被廣泛應用于電力系統狀態估計、電網暫態與穩態控制、繼電保護與自動化控制、故障診斷與故障定位等多項高級運行分析之中。國外對于WAMS的研究開始于1990年前后，美國、西班牙等國家先后針對WAMS系統的同步量測、現場應用等方面進行了研究；我國對于WAMS系統的研究開始于2000年，研發重點關注相量量測裝置的設計及使用。

發明內容

雖然單相斷線故障與單相接地故障具有難以分辨的電源側電氣特征，但是這兩種故障在負載側卻有著不同的電壓特性。根據這一特點，為獲取故障負載側的故障信息，本發明在采用廣域監測系統的基礎上進行故障辨識。在WAMS的基礎上，本發明通過分布式測量裝置對故障下游負載側電壓進行檢測分析，并以此為依據對單相斷線故障進行故障辨識，以解決目前配電網中單相斷線故障辨識難的問題。

本發明的技術解決方案如下：

一種基于廣域測量的配電網單相高阻斷線故障辨識方法，包括：

步驟S1：采用廣域測量系統，對配電網保持在線監測；

步驟S2：檢測到故障發生時，對故障進行區段定位與初步辨識，判別故障是否為單相接地故障或單相斷線故障；如果是，則進入步驟S3；如果否，則判定故障不是單相斷線故障，結束故障辨識；

步驟S3：同步采集故障t時刻的故障點下游測量裝置的三相電壓數據，并存儲；

步驟S4：利用存儲的三相電壓數據，計算峰值系數K；