[發(fā)明專利]一種基于級聯(lián)H橋控制的永久高阻故障區(qū)段定位方法

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• 申請日: 2020-11-11
• 公開（公告）號: CN112485588A
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發(fā)明（設計）人: 郭平;李凱恩;曾定邦;羅俊元;唐興強;石定中;張磊;楊明貴;劉勇
• 申請（專利權）人: 云南電網(wǎng)有限責任公司臨滄供電局
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 昆明正原專利商標代理有限公司 53100
• 代理人: 金耀生;于洪

本發(fā)明涉及一種基于級聯(lián)H橋控制的永久高阻故障區(qū)段定位方法，屬于電力系統(tǒng)配電網(wǎng)保護技術領域。本發(fā)明方法能有效識別故障上下游，快速進行故障區(qū)段定位，當系統(tǒng)發(fā)生單相接地高阻故障時，通過級聯(lián)H橋變流器向饋線的三相注入相同的高頻電流信號，采集線路各個區(qū)段前后測量點三相相電流，由于發(fā)生單相接地高阻故障，故障相線路接地點呈阻性，高頻電流無法通過，比較兩個非故障相與故障相的每個區(qū)段前后相電流變化量，變化量最大的區(qū)段為故障區(qū)段，從而有效實現(xiàn)區(qū)段定位，電流變化量對高阻故障響應靈敏，速動性好，有較強應用前景。

技術領域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)配電網(wǎng)保護技術領域，具體涉及一種基于級聯(lián)H橋控制的永久高阻故障區(qū)段定位方法。

背景技術

配電系統(tǒng)受離地面較近、饋入居民區(qū)、自然災害等因素的影響，導線很容易接觸到樹枝或發(fā)生斷線并墜落，此時往往會發(fā)生高阻接地故障。當高阻接地故障發(fā)生時，存在檢測難度大、不能快速切除等問題，若故障長期存在，不但有可能會導致兩相接地短路故障，擴大故障范圍和改變故障性質，甚至會引發(fā)火災，對人身、財產(chǎn)安全造成威脅。配電網(wǎng)作為電網(wǎng)中重要的組成部分，對其進行檢測、保證其正常的運行也是重要的，因為一旦配電線路出現(xiàn)故障，造成停電，給用電用戶帶來不便的同時，還給供電公司造成重大損失。由于電網(wǎng)配電線路傳輸距離遠，沿途地勢復雜，環(huán)境和氣候條件惡劣，再加上供電壓力大，造成故障率大幅升高。因此，快速準確地檢測出高阻接地故障具有重要意義。

目前針對時域的高阻檢測方法包括暫態(tài)有功功率方向法、暫態(tài)無功功率方向法能量法等，此類方法可以直觀反映故障信號的時域特征，有利于濾除各種干擾，保證可靠性，與利用頻域的檢測方法相比，具有一定優(yōu)勢。然而配電網(wǎng)高阻接地故障的電阻值目前沒有明確的定義，常規(guī)檢測保護裝置反應接地電阻的能力不超過300Ω。而導線斷線掉地、對樹枝放電等接地故障的電阻值遠超300Ω,是典型的高阻接地故障，目前還未能有可靠解決的措施，是配電技術領域的一個難題。這類故障極易造成社會人身觸電或火災事故，涉及社會公共安全問題，是個十分迫切需要解決的技術問題。因此如何克服現(xiàn)有技術的不足是目前電力系統(tǒng)配電網(wǎng)保護技術領域亟需解決的問題。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術的不足，提供一種基于級聯(lián)H橋控制的永久高阻故障區(qū)段定位方法，該方法能有效識別故障上下游，快速進行故障區(qū)段定位，當系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，通過級聯(lián)H橋變流器向饋線的三相注入相同的高頻電流信號，采集線路各個區(qū)段前后測量點三相相電流，由于發(fā)生永久性單相接地故障，故障相線路接地點呈阻性，高頻電流無法通過，比較兩個非故障相與故障相的每個區(qū)段前后相電流變化量，變化量最大的區(qū)段為故障區(qū)段，從而有效實現(xiàn)區(qū)段定位，速動性好，有較強應用前景。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案如下：

一種基于級聯(lián)H橋控制的永久高阻故障區(qū)段定位方法，包括如下步驟：

第一步，系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障后，首先根據(jù)CPS-SPWM原理生成驅動信號，使得級聯(lián)H橋變流器輸出三相高頻交流電流；

第二步，將級聯(lián)H橋變流器輸出的三相高頻交流電流注入每條饋線；

第三步，采集饋線中每個測量點的故障時刻前一個周期到故障后三個周期的電流；

第四步，利用FFT分解出各個頻段的電流幅值，得到每個測點在注入頻段的電流幅值i₁、i₂、…、i_N；

第五步，將每個區(qū)段的電流幅值與后一個區(qū)段電流幅值做差得到Δi₁、Δi₂、…、Δi_M，M＝N-1；

第六步，比較求出的Δi_i大小，變化量最大的區(qū)段為故障區(qū)段。

進一步，優(yōu)選的是，級聯(lián)H橋變流器輸出的350Hz的三相交流電流。