[發(fā)明專利]一種基于零序工頻電氣分量耦合橢圓分布特征的小電流不接地選線方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011134315.7
• 申請日: 2020-10-21
• 公開（公告）號: CN112444756B
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉校鋒;陳廣輝;高原;肖勇;武同寶;王永全;張恒;陳志偉
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)山東省電力公司泰安供電公司;國家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號: G01R31/52
• 分類號: G01R31/52;G01R31/58;G06F17/16
• 代理公司: 北京鍾維聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11579
• 代理人: 原春香

本發(fā)明公開了一種基于零序工頻電氣分量耦合橢圓分布特征的小電流不接地選線方法。其中方法包括，小電流不接地系統(tǒng)單一饋線(故障饋線與健全饋線)上的零序工頻電流與母線零序工頻電壓的耦合關(guān)系，即在同一時間尺度一個周期波內(nèi)成橢圓關(guān)系，且饋線橢圓分布呈現(xiàn)固有差異特征；以量化饋線橢圓分布特征的饋線橢圓離心率為特征值，構(gòu)建基準(zhǔn)橢圓分布特征向量矩陣；基于饋線故障橢圓分布特征向量與基準(zhǔn)橢圓分布特征向量矩陣相似性分析，選出與饋線故障橢圓分布特征一致的饋線基準(zhǔn)故障模式。本發(fā)明公開的選線方法，其選線判別數(shù)值之間差異在1000數(shù)量級以上，具有極高的選線靈敏性和可靠性，且選線結(jié)果不受復(fù)雜的外界因素(合閘相角、接地距離、過渡阻值等)干擾，具有工程應(yīng)用價值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及小電流不接地系統(tǒng)單相接地故障選線技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于零序工頻電氣分量耦合橢圓分布特征的小電流不接地選線方法。

背景技術(shù)

目前，我國中壓配電網(wǎng)中性點不接地系統(tǒng)(占到總數(shù)60％以上)應(yīng)用最為廣泛，但實際應(yīng)用中單相接地故障發(fā)生概率較高，其故障電流特征微弱，電弧不穩(wěn)定、且易受復(fù)雜的故障因素影響，實際應(yīng)用中選線準(zhǔn)確率不理想，因此有待進一步提升選線的靈敏性和可靠性。

針對單相接地故障選線問題研究，從選線形式上講，主要分為信號注入式和電氣量特征分析兩個方面，其中信號注入式具有較高的準(zhǔn)確率，但在復(fù)雜的接地故障狀態(tài)過程中，注入信號增添了配網(wǎng)的不確定因素，且附加設(shè)備增加了成本。而電氣量特征分析可以分為暫態(tài)電氣量特征分析和穩(wěn)態(tài)電氣量特征分析，從理論上講暫態(tài)電氣量蘊含豐富的故障特征，且選線適應(yīng)范圍廣，但暫態(tài)電氣量采集對零序互感器精度要求十分高，且復(fù)雜的暫態(tài)過程容易受到噪聲的干擾，隨機干擾因素增加了選線結(jié)果不確定性。事實上，穩(wěn)態(tài)電氣量是配網(wǎng)故障后拓?fù)錉顟B(tài)改變的本質(zhì)體現(xiàn)，且故障電氣量的工頻分量中也包含著豐富的故障信息，若加以理論分析，可以有效的提高選線的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容

為提高小電流不接地系統(tǒng)選線準(zhǔn)確率，本發(fā)明提出了一種基于零序工頻電氣分量耦合橢圓分布特征的小電流不接地選線方法。

為實現(xiàn)本發(fā)明的選線方法，通過如下技術(shù)的方案來實現(xiàn)：

一種基于零序工頻電氣分量耦合橢圓分布特征的小電流不接地選線方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1：從理論上推導(dǎo)出單一饋線(故障饋線與健全饋線)上的零序工頻電流與母線零序工頻電壓的耦合關(guān)系，即在同一時間尺度一個周期波內(nèi)成橢圓關(guān)系，且饋線橢圓分布呈現(xiàn)固有差異特征；

S2：以量化饋線橢圓分布特征的饋線橢圓離心率為特征值，構(gòu)建基準(zhǔn)橢圓分布特征向量矩陣；

S3：饋線故障橢圓分布特征向量；

S4：基于饋線故障橢圓分布特征向量與基準(zhǔn)橢圓分布特征向量矩陣相似性分析，選出與饋線故障橢圓分布特征一致的饋線基準(zhǔn)故障模式。

小電流不接地系統(tǒng)零序工頻電氣量耦合關(guān)系分析：

健全饋線零序工頻電流和母線零序電壓的耦合關(guān)系為

故障饋線零序工頻電流和母線零序電壓的耦合關(guān)系為

在小電流不接地系統(tǒng)中，健全饋線與故障饋線采集同一時間尺度的一個周期波零序工頻電流和母線零序電壓的耦合軌跡為橢圓。由于配電網(wǎng)饋線參數(shù)不一致及饋線故障與否，饋線橢圓分布呈現(xiàn)固有差異特征。

根據(jù)饋線的零序?qū)Φ胤植茧娙輩?shù)，構(gòu)建基準(zhǔn)橢圓分布特征向量矩陣：

健全饋線零序工頻電流與母線零序電壓耦合橢圓的離心率為

故障饋線零序工頻電流與母線零序電壓耦合橢圓的離心率為