[發明專利]一種快速檢測直流系統多點接地故障的方法及裝置

在審

• 申請號: 202110033989.6
• 申請日: 2021-01-11
• 公開（公告）號: CN112666490A
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: 趙勇囈;孫振興;趙創業;趙峻嶺;高峻;王志剛;杜朋;苗長越;陳好;吳黎明;呂麗君;徐建友;王明剛;石桂平;駱靜;周鵬;鮑曉菲
• 申請（專利權）人: 國網安徽省電力有限公司淮北供電公司;國家電網有限公司
• 主分類號: G01R31/52
• 分類號: G01R31/52
• 代理公司: 合肥市浩智運專利代理事務所(普通合伙) 34124
• 代理人: 丁瑞瑞

本發明公開了一種快速檢測直流系統多點接地故障的方法及裝置，所述方法包括：確定直流系統回路中的N個支路的關鍵節點，并在每個關鍵節點處對應的安裝檢測傳感器終端，構成N×N的描述支路的矩陣L；考慮系統干擾，設置差流閾值，構建差流描述矩陣D，若第i條支路差流超過差流閾值，則N×N維差流描述矩陣D的第i行第i列元素置1，否則置0，差流描述矩陣D的其他元素均置0；將矩陣L與差流描述矩陣D相乘，得到故障判斷矩陣F＝f(L*D)＝f(F′)，其中f代表輸出誤判排除運算，F′表示輸出誤判排除運算的變量；本發明的優點在于：通過矩陣的方式描述支路以及支路故障，能快速判斷找出直流系統多點接地故障。

技術領域

本發明涉及接地故障檢測領域，更具體涉及一種快速檢測直流系統多點接地故障的方法及裝置。

背景技術

在變電站和換流站中，信號系統、繼電保護裝置、自動裝置等設備的電源是由供電系統中的直流電源提供的，直流系統的可靠性對變電站和換流站的安全運行起著至關重要的作用，直流系統一旦出現故障，就會嚴重危害電力系統的安全經濟運行，尤其是發生直流接地發生故障時，可能會造成自動保護保護裝置的誤動或拒動。由于直流系統是一個復雜的多支路網絡，分布范圍也較廣，發生接地故障的概率比較大。若直流系統發生一點接地時不及時處理，當系統又發生另一點接地時，將會使系統故障擴大化，嚴重影響電力系統的安全可靠運行。

目前，變電站和換流站中的直流系統均配置有直流絕緣檢測裝置，能檢測出絕緣不良或直流接地的支路，但若系統發生兩點或兩點以上接地故障情況，查找判斷故障支路就會非常困難。

中國專利公開號CN210270042U，公開了一種直流消缺裝置，包括交流電源、整流器、母線、負載、電壓檢測裝置及平衡電阻，所述交流電源與整流器通過導線相連，所述交流電源的三個輸出端與整流器的三個輸入端相連，所述整流器的輸出端與母線電路連接，所述母線還分別與負載、電壓檢測裝置相連，所述母線還與平衡電阻相連。將負載接入到母線M+、母線M之間，且負載無論是一個點接地或者多個點接地時，母線M+、母線PE、母線M之間的電壓會產生變化，而通過第一電壓檢測裝置、第二電壓檢測裝置、第三電壓檢測裝置來即可反映各母線間的電壓變化，從而判斷負載的回路是否有接地故障，有效解決了負載多點接地時查找故障較困難而且耗時長、效率低。該專利能檢測出絕緣不良或直流接地的支路，但若系統發生兩點或兩點以上接地故障情況，查找判斷故障支路就會非常困難，因此，開發一種快速檢測直流系統多點接地故障的方法是必要的。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于現有技術直流故障檢測裝置雖然能檢測出絕緣不良或直流接地的支路，但若系統發生兩點或兩點以上接地故障情況，查找判斷故障支路就會非常困難。

本發明通過以下技術手段實現解決上述技術問題的：一種快速檢測直流系統多點接地故障的方法，所述方法包括：

步驟一：確定直流系統回路中的N個支路的關鍵節點，并在每個關鍵節點處對應的安裝檢測傳感器終端，構成N×N的描述支路的矩陣L；

步驟二：考慮系統干擾，設置差流閾值，構建差流描述矩陣D，若第i條支路差流超過差流閾值，則N×N維差流描述矩陣D的第i行第i列元素置1，否則置0，差流描述矩陣D的其他元素均置0；

步驟三：將矩陣L與差流描述矩陣D相乘，得到故障判斷矩陣F＝f(L*D)＝f(F′)，其中f代表輸出誤判排除運算，F′表示輸出誤判排除運算的變量，所述輸出誤判排除運算為：若F中的元素fijXORfji＝1，則線路上第i節點和第j節點間的區段出現接地故障，通過故障判斷矩陣F反映直流接地故障區段，其中，XOR為異或運算符。

本發明通過矩陣的方式描述支路以及支路故障，應用在直流系統發生兩點或兩點以上的接地故障時，能快速判斷找出直流系統多點接地故障，查找判斷故障支路相對簡單，從而給信號系統、繼電保護裝置、自動裝置等設備提供可靠的直流電源，提高運維人員的工作效率，有著較大經濟社會效益。

進一步地，所述檢測傳感器為電流互感器。