[發(fā)明專利]一種配電網(wǎng)單相接地故障測量方法

在審

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• 申請日: 2019-12-11
• 公開（公告）號: CN110954844A
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發(fā)明（設計）人: 陳濤;李軍;姚凱;安東亮;李強;李啟林
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)河南省電力公司漯河供電公司;南京德軟信息科技發(fā)展有限公司
• 主分類號: G01R31/52
• 分類號: G01R31/52;G01R31/08
• 代理公司: 南京中高專利代理有限公司 32333
• 代理人: 祝進

本發(fā)明提供一種配電網(wǎng)單相接地故障測量方法，有效解決了目前10kV配電網(wǎng)單相接地故障檢測可靠性不足和故障點定位精度較差的問題，能夠保證及時、準確地進行故障檢測、選線和故障精確定位，縮小事故范圍；同時有效避免不必要的電氣設備損壞，直接經(jīng)濟效益顯著；有效縮短故障檢修時間和停電時間，提高配網(wǎng)供電可靠性，提高用戶用電滿意度和企業(yè)形象，進一步促進配網(wǎng)自動化技術發(fā)展和地方經(jīng)濟發(fā)展，具有不可估量的潛在經(jīng)濟效益和社會效益。

技術領域

本發(fā)明涉及電力技術領域，具體地講，本發(fā)明涉及一種配電網(wǎng)單相接地故障測量方法。

背景技術

我國10kV配電網(wǎng)以架空線為主，并存在電纜、架空線混合線路。網(wǎng)絡拓撲多呈輻射狀，除主干線之外，還存在大量分支線路，結(jié)構(gòu)復雜。據(jù)統(tǒng)計，若考慮瞬時性接地故障，配網(wǎng)中單相接地故障占架空線中壓配電網(wǎng)故障總數(shù)的90％以上。

我國10kV中壓配電網(wǎng)大多采用中性點非有效接地方式，發(fā)生單相接地故障時，由于故障電流很小，而且三相之間的線電壓仍然保持對稱，對負荷的供電沒有影響，在一般情況下都允許再繼續(xù)運行1～2h，但會使得非故障相電壓升高，增加電網(wǎng)安全運行隱患。由于小電流接地系統(tǒng)發(fā)生故障時的電流微弱，雖然目前有很多故障定位的方法和檢測裝置，但效果并不理想，還需人工巡線的方法相配合。更重要的是，電力系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障故障時，及時準確地定位故障回路并實現(xiàn)可靠的故障解決是保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的基礎。

目前，配電網(wǎng)單相接地故障定位方法可分為行波法、故障信號法、阻抗法及注入信號尋蹤法。行波法故障定位技術因不受系統(tǒng)參數(shù)、串補電容、線路不對稱及互感器變換誤差等因素的影響，在10kV配電網(wǎng)單相接地故障監(jiān)測領域獲得了廣泛的關注和研究應用。

目前，諸多利用行波測距原理實現(xiàn)配電線路故障定位的研究主要集中在理論研究和仿真試驗上，從理論上可行，但對將行波測距原理應用到實際中面臨的困難和關鍵技術問題考慮不足，主要原因有：

(1)與大電流接地系統(tǒng)的輸電線路不同，10kV配電網(wǎng)單相接地故障的故障電流很小，甚至遠遠低于正常負荷電流，導致故障電流的識別難度遠遠大于輸電線路的單相接地故障；

(2)10kV配電網(wǎng)的多分支結(jié)構(gòu)使得暫態(tài)故障行波信號產(chǎn)生衰減和多次反射和透射。即便在一次入射的情況下，多分支透射引起衰減也可能到達數(shù)十dB數(shù)量級，使得到達行波測量點處的信號異常微弱。在噪聲背景下，行波信號特別是特征點有可能被“湮沒”；

(3)目前尚無普遍公認的適用于數(shù)百kHz數(shù)量級的電流互感器和電壓互感器仿真模型，使得基于各種仿真平臺的算法研究與實際可能存在較大差別。另一方面，在采用分布參數(shù)進行仿真計算時，由于節(jié)點眾多，出于計算上的考慮，往往采用較為簡化的結(jié)構(gòu)，也會使仿真結(jié)果產(chǎn)生較大偏差。

因此，本發(fā)明提出一種配電網(wǎng)單相接地故障測量方法，建立配電網(wǎng)單相接地故障行波模型，實現(xiàn)了接地故障線路快速檢測和故障點的精確定位，有效提高配電網(wǎng)運維檢修水平，最大程度降低事故危害，對保障電網(wǎng)經(jīng)濟、可靠運行具有重要的現(xiàn)實意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術問題是：提供一種配電網(wǎng)單相接地故障測量方法，建立配電網(wǎng)單相接地故障行波模型，實現(xiàn)了接地故障線路快速檢測和故障點的精確定位，有效提高配電網(wǎng)運維檢修水平，最大程度降低事故危害，對保障電網(wǎng)經(jīng)濟、可靠運行具有重要的現(xiàn)實意義。

本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種配電網(wǎng)單相接地故障測量方法，包括以下步驟:

步驟S01、建立10kV配電網(wǎng)的分布參數(shù)模型，仿真小電流接地系統(tǒng)在不同接地電阻下，單相接地故障行波的基本傳播規(guī)律，分析線路分支對行波傳播的影響；

步驟S02、分析10kV配電網(wǎng)單相接地故障暫態(tài)行波特征，考察暫態(tài)行波相分量的特征，考察模分量的特征，分析相、模分量的特征頻段；