[發明專利]廣域電流時間序列的配電網單相接地故障定位方法

有效

• 申請號: 201910361647.X
• 申請日: 2019-04-30
• 公開（公告）號: CN110082634B
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 梁睿;徐皓遠;葉開;彭楠;王冠華;侯添鈺
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08;G01R31/52
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 秦秋星

本發明公開了一種廣域電流時間序列的配電網單相接地故障定位方法，在配電線路沿線裝設錄波型故障指示器，當線路發生單相接地故障，沿線布置的故障指示器啟動并記錄零序電流信息，基于線路的分布參數模型，推導零序電流、線路參數與故障位置的數學關系式，利用故障后的廣域電流時間序列構造故障定位函數矩陣；將求解故障定位函數矩陣轉化成求解非線性方程組的最小二乘解，使用混沌粒子群算法搜索故障點，實現故障精確定位。本發明理論上不受過渡電阻與故障初始角的影響，能在一定程度上抵消故障指示器系統誤差帶來的定位誤差，提高故障定位精度，具有較高的實際應用價值。

技術領域

本發明涉及電力系統電力線路故障定位的設計領域，尤其涉及一種廣域電流時間序列的配電網單相接地故障定位方法。

背景技術

我國配電網大多為小電流接地系統，在各種故障類型中，單相接地故障發生幾率最高。由于配電網拓撲結構復雜，饋線分支眾多，供電半徑小，電壓等級低，存在故障量不突出(一般僅為數安培)、不穩定(電弧接地發生頻繁)與不確定性(消弧線圈的補償使工頻電流失去故障特征)等問題，如何實現精確的故障定位是近年來該領域專家學者關注的熱點。

目前，隨著配電自動化技術的發展，利用沿線裝設的饋線終端單元(FTU)、故障指示器，進行故障定位有著越來越廣闊的應用前景。因此，利用廣域電流時間序列進行故障定位能在一定程度上抵消故障指示器系統誤差帶來的定位誤差，提高故障定位精度，具有重要的現實意義。

發明內容

發明目的：為了進一步提高配電網故障定位的精度，本發明提出廣域電流時間序列的配電網單相接地故障定位方法。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

廣域電流時間序列的配電網單相接地故障定位方法，包括如下步驟：

步驟一：在配網線路沿線安裝錄波型故障指示器，當線路上發生單相接地故障時，沿線布置的故障指示器啟動，判斷故障區段并記錄故障線路上各個故障指示器測量的零序電流相量；

步驟二：將故障線路多測點、多時刻的零序電流信號稱作廣域電流時間序列，假設故障點上游的故障指示器為p₁,…,p_m，下游的故障指示器為q₁,…,q_n，故障指示器測量數據的時刻分別為t₁,…,t_s，分別將測得的零序電流相量存放在矩陣I中。

步驟三：對于矩陣I的第k行，將故障點上游故障指示器p_i、p_i+1與故障點下游故障指示器q_j-1、q_j的零序電流相量代入下式構造故障定位函數：

故障定位函數的推導過程如下所示：

對于零序參數恒定的線路，在已知線路始、末端零序電壓電流相量的條件下，可分別利用下兩式計算任意點x處的零序電壓、電流相量：

其中，x為距線路始端的距離，γ⁽⁰⁾與分別為零序網絡的傳播常數和特征阻抗；與分別代表從線路始端、末端推算至x處的零序電流；與分別代表從線路始端、末端推算至x處的零序電壓，二者之差的絕對值可作為故障精確定位函數：

選擇p_i與q_j作為線路始、末端，利用上式構造故障定位函數