[發明專利]一種小電流接地系統的單相接地故障區段定位方法

有效

• 申請號: 202011322383.6
• 申請日: 2020-11-23
• 公開（公告）號: CN112485592B
• 公開（公告）日: 2023-08-11
• 發明（設計）人: 陳新崗;馬志鵬;古亮;羅浩;楊平;崔煒康;劉新宇;王俊;羅嘉瑋
• 申請（專利權）人: 重慶理工大學;國網重慶市電力公司北碚供電分公司
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08;G01R31/52;G01R31/58
• 代理公司: 重慶信航知識產權代理有限公司 50218
• 代理人: 穆祥維

本發明提供一種小電流接地系統的單相接地故障區段定位方法，包括以下步驟：當線路發生單相接地故障時，線路上各檢測點的錄波型故障指示器同時啟動，將采集的暫態零序電流波形數據經匯聚單元統一上傳至主站；主站對各波形數據進行濾波和標準化處理后，取其首個1/4個周期運用近似熵算法進行計算，獲得各檢測點波形的近似熵值及相鄰檢測點波形的近似熵比值，若比值小于1則取倒數；將得到的所有近似熵比值與預設區內故障閾值作比較來判斷是否發生區內故障，若無區內故障，則將故障線路出口處檢測點波形的近似熵值擴大1000倍后與預設首段故障閾值作比較，來判斷故障發生于線路首段還是尾段。本方法簡便可靠，所需數據量較小，對時間同步性要求不高。

技術領域

本發明涉及配電網故障檢測技術領域，具體涉及一種小電流接地系統的單相接地故障區段定位方法。

背景技術

我國配電網大多采用小電流接地系統，而在配電網系統的故障中，單相接地故障發生的概率較高。當系統發生單相接地故障時，若不能及時對故障進行定位和排除，會導致停電事故，對經濟造成極大影響，因而線路故障能夠快速可靠的定位對電網的安全穩定運行具有重大意義。

隨著技術的不斷發展，國內外學者對故障區段定位做了大量的研究。論文《配網自動化系統中小電流接地故障區段定位方法》根據設計在線路上固定位置配置檢測點，獲取小電流接地系統單相接地故障特征信息，再通過邊界節點算法確定故障區間，但該方法傳輸的數據量過大，在現場實施較為困難。論文《零模檢測波速度的迭代提取及其在配電網單相接地故障定位中的應用》采用了零模檢測速度迭代提取法，依據零模檢測波的頻率和故障距離的聯系進行故障位置的判斷，但該方法在主干線路和分支線路都存在較大誤差。論文《檢測暫態零模電流相關性的小電流接地故障定位方法》采用相關系數法，利用非故障點兩側暫態零模電流信號波形相似相關系數約等于1，而故障點兩側波形不同相關系數約為0的特點進行故障定位，但該方法對信號時間同步性要求較高，易出現較大誤差。

而本發明的發明人經過研究發現，配電網系統發生單相接地故障時，會產生攜帶大量信息的暫態波形，同一線路上故障點兩側的暫態零序電流波形在頻率和幅值上存在較大差異，兩個信號的時間序列復雜程度的相似性較低；健全區段兩側波形相似度較高，兩個信號的時間序列復雜程度的相似性較高。因而如何創新地利用這一發現來解決配電網的小電流接地系統單相接地故障定位問題，為本發明提供了一種新的思路。

發明內容

針對現有解決配電網小電流接地系統中發生單相接地故障定位時，存在所需數據量過大以及對信號時間同步性要求較高的技術問題，本發明提供一種小電流接地系統的單相接地故障區段定位方法。

為了解決上述技術問題，本發明采用了如下的技術方案：

一種小電流接地系統的單相接地故障區段定位方法，包括以下步驟：

S1、當零序電壓或零序電流的幅值超越預設門檻時，變電所終端啟動，選擇故障線路，并將選線結果上報主站；

S2、故障線路上各檢測點安裝的錄波型故障指示器同時啟動，所述錄波型故障指示器中的電子式互感器采集暫態零序電流波形數據，并將數據傳遞至該線路的匯集單元，所述匯集單元將該線路各檢測點采集的帶有時間標簽的故障暫態零序電流波形數據統一上傳至主站；

S3、主站對故障線路各終端暫態零序電流波形數據先進行濾波和標準化處理，再提取故障發生后暫態零序電流波形的首個1/4周期波形，對健全線路終端數據則不予處理；

S4、應用近似熵算法對提取波形采用下式進行計算，獲得故障線路上每個檢測點暫態零序電流波形的近似熵值：

ApEn＝φ^dim(r)-φ^dim+1(r)