[發明專利]一種小電流接地電網單相間歇性電弧接地故障定位方法

有效

• 申請號: 201910585056.0
• 申請日: 2019-07-01
• 公開（公告）號: CN110514955B
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發明（設計）人: 聶宇;張新宇;趙丹;王雅楠;趙傳宗;杜威;王詩清;劉垣彤;趙孟臣;姜君;趙鳳琦;王彥靜;劉文祥
• 申請（專利權）人: 國網遼寧省電力有限公司電力科學研究院;北京丹華昊博電力科技有限公司;國網遼寧省電力有限公司撫順供電公司;國家電網有限公司
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 天津市尚文知識產權代理有限公司 12222
• 代理人: 徐楊陽

本發明公開了一種小電流接地電網單相間歇性電弧接地故障定位方法，即對電弧燃燒狀態進行檢測，捕捉電弧重燃時刻并在電弧重燃初期立刻注入擾動信號，使間歇性電弧轉為穩定電弧，從而在故障相成功注入擾動信號，此時通過故障指示器的指示情況可以辨別故障線路與非故障線路，同時確定故障區域。該方法與隨機注入擾動信號相比有如下優點：避免了在電弧熄滅期間注入擾動信號的無效性，同時避免了電弧熄滅期間注入擾動信號導致故障相電壓升高造成電弧重燃，不會額外加重系統過電壓負擔；在電弧燃燒期間注入擾動信號，故障電流的增大有利于促使間歇性電弧向穩定電弧轉化，減小間歇性電弧的危害同時提高故障定位的有效性。

技術領域

本發明涉及電力故障檢測技術領域，具體涉及一種小電流接地電網單相間歇性電弧接地故障定位方法。

背景技術

我國6～35kV中壓配電網多采用中性點非有效接地方式，在系統運行過程發生的故障中，單相接地故障發生的比例最高。由于配電網結構復雜且單相接地故障產生的故障電流較小，給故障定位造成一定的困難。目前針對配電網單相接地情況下的故障定位，已經提出許多理論方法，同時許多裝置已投入現場運行。

目前提出的故障定位方法主要有利用故障信號定位以及通過注入信號定位兩大類。當系統發生單相間歇性電弧接地時，短時間內重復出現燃弧與熄弧過程，該過程的不確定性使注入信號的最佳時機難以確定，而反復熄滅、重燃過程產生的復雜暫態信號給故障信號定位帶來嚴重的干擾。公開號為CN106324430A的專利提出了一種并聯電阻擾動信號的故障定位裝置，即故障發生后在母線處交替在非故障相并聯電阻作為擾動信號，故障點上游檢測點可檢測到相應的擾動信號。文獻1(齊鄭,莊舒儀,劉自發,姚志璋,張羽翹.基于并聯電阻擾動信號的配電網故障定位方法分析[J].電力系統自動化,2018,42(09):195-200.DOI:10.7500/AEPS20170817005.)提出了對該裝置的改進方法，提出結合中性點的接地情況，僅向故障相的超前相或滯后相注入擾動信號，但仍主要利用單相接地后的穩態信號。在單相間歇性電弧接地情況下，若并聯電阻的時刻是電弧暫時熄滅的間隙，則無法在故障線路注入擾動信號，故障定位失效。

發明內容

因此，本發明的目的在于克服現有技術中的缺陷，提供一種小電流接地電網單相間歇性電弧接地故障定位方法，實現對故障區域的辨別定位。

為了實現上述目的，本發明的技術方案如下：

一種小電流接地電網單相間歇性電弧接地故障定位方法，步驟包括：采集變電站母線上的相電壓數據，判斷是否存在單相接地故障；檢測到存在單相接地故障并確定故障相之后，通過間歇性電弧辨識方法判定是否為間歇性電弧接地；若判定為是時，通過故障相電壓特征捕捉間歇性電弧的重燃時刻，在故障相母線電壓下一次突變時刻注入擾動信號，若判定為否時，直接注入擾動信號；故障相電流在擾動信號注入期間內增大，以此確定故障區域。

優選地，上述的間歇性電弧辨識方法步驟包括：利用小波變換分解故障相母線電壓，根據采樣頻率選擇小波分解的尺度，記錄設定時間間隔內故障相電壓突變次數，當突變次數大于設定值時，判定為間歇性電弧接地。

優選地，上述的捕捉間歇性電弧的重燃時刻的方法是根據利用DB6小波變換對故障相電壓信號做6層分解，通過第3層的高頻系數d3判斷電弧燃燒時造成的電壓突變，d3系數突增，d3系數突破門檻值的時刻就是電弧重燃時刻。

優選地，上述母線上并聯有接地信號源裝置，接地信號源裝置包括三組依次串聯接地的開關器件、電阻器，改變非故障相的并聯電阻以增大故障電流。

優選地，上述注入擾動信號的方法是控制接地信號源裝置，通過選定相的母線上的開關器件使電阻器接地。

優選地，上述的確定故障區域的步驟還包括結合線路拓撲結構以及故障指示器的指示情況實現故障定位。

優選地，上述的開關器件為快速電力電子開關。