[發明專利]一種電力系統的接地故障檢測方法和裝置

有效

• 申請號: 202010566051.6
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111830429B
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 鄒林;劉旭;楊宇軒;王頌;李銳海
• 申請（專利權）人: 南方電網科學研究院有限責任公司
• 主分類號: G01R31/52
• 分類號: G01R31/52;G04R20/02
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 麥小嬋;郝傳鑫

1.一種電力系統的接地故障檢測方法，其特征在于，由微控制器執行，所述電力系統的接地故障檢測方法包括：

接受GPS授時模塊所獲取的GPS秒脈沖時鐘信號，并利用所述GPS秒脈沖時鐘信號進行內部時鐘信號的校準，以得到高精度時間戳；

接受零序電壓采集模塊所實時采集的電力系統的零序電壓數據；

根據所述零序電壓數據，判斷所述電力系統是否發生接地故障；

當所述電力系統發生接地故障時，根據所述零序電壓數據和所述高精度時間戳，得到所述電力系統的故障發生時刻；

其中，所述當所述電力系統發生接地故障時，根據所述零序電壓數據和所述高精度時間戳，得到所述電力系統的故障發生時刻，具體包括：

計算所述零序電壓數據的當前周波中每一電壓采樣點x_i與上一周波中對應的電壓采樣點y_i的差值，作為電壓采樣點增量；

根據所述電壓采樣點增量，通過以下計算公式計算時性突變指標：

其中，Δx_i為所述電壓采樣點增量，M為周波中的電壓采樣點個數；

當判斷所述時性突變指標超過第三預設閾值，且首次存在連續預設數量的電壓采樣點增量的絕對值均超過第四預設閾值時，確定所述預設數量的電壓采樣點增量中第一個電壓采樣點增量的電壓采樣點x_i的采樣時刻對應的高精度時間戳為所述故障發生時刻。

2.如權利要求1所述的電力系統的接地故障檢測方法，其特征在于，所述接受GPS授時模塊所獲取的GPS秒脈沖時鐘信號，并利用所述GPS秒脈沖時鐘信號進行內部時鐘信號的校準，以得到高精度時間戳，具體包括：

獲取外部有源晶振的時鐘信號；

對所述時鐘信號進行一次時鐘分頻，并將一次時鐘分頻后的時鐘信號作為實時時鐘芯片的時鐘源，以生成秒級時間信號；

將一次時鐘分頻后的時鐘信號進行二次時鐘分頻，得到1Hz時鐘信號；

利用所述GPS授時模塊所獲取的GPS秒脈沖時鐘信號對所述1Hz時鐘信號進行校準，得到校準后的1Hz時鐘信號；

對所述校準后的1Hz時鐘信號進行計數，生成亞秒級時間信號；

根據所述秒級時間信號和所述亞秒級時間信號，得到所述高精度時間戳。

3.如權利要求1所述的電力系統的接地故障檢測方法，其特征在于，所述根據所述零序電壓數據，判斷所述電力系統是否發生接地故障，具體包括：

計算所述零序電壓數據的基波幅值有效值的絕對值，作為零序電壓幅值指標；

判斷所述零序電壓幅值指標是否超過第一預設閾值并持續第一預設時長；

當所述零序電壓幅值指標超過第一預設閾值并持續第一預設時長時，判定所述電力系統發生接地故障。

4.如權利要求1所述的電力系統的接地故障檢測方法，其特征在于，所述根據所述零序電壓數據，判斷所述電力系統是否發生接地故障，具體包括：

獲取所述零序電壓數據的當前周波往前N個周波的基波的有效值，作為第一基波有效值集合；

獲取所述零序電壓數據的當前周波往前第N+1個周波的基波的有效值，作為第二基波有效值；

根據所述第一基波有效值集合和所述第二基波有效值，通過以下計算公式計算長期性電壓變化指標：

U＝|U₁-U₀|+|U₂-U₀|+(...)+|U_N-U₀|；

其中，U₁、U₂...U_N為所述第一基波有效值集合，U₀為所述第二基波有效值，N≥1；

判斷所述長期性電壓變化指標是否超過第預設二閾值；

當所述長期性電壓變化指標超過第二預設閾值時，判定所述電力系統發生接地故障。

5.如權利要求1所述的電力系統的接地故障檢測方法，其特征在于，所述電力系統的接地故障檢測方法還包括：

在得到所述電力系統的故障發生時刻之后，將所述電力系統的故障發生時刻發送至通信模塊，以使所述通信模塊將所述電力系統的故障發生時刻上報至后臺。