[發(fā)明專利]基于接地線電流和零序電流的配電電纜故障區(qū)段定位方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202210415274.1 | 申請日： | 2022-04-20 |
| 公開（公告）號： | CN114779007A | 公開（公告）日： | 2022-07-22 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 彭楠;梁睿;王全金;張政一;王昊;王子龍;孔令昌;陳玉靜 | 申請（專利權(quán)）人： | 中國礦業(yè)大學(xué) |
| 主分類號： | G01R31/08 | 分類號： | G01R31/08;G06F17/16 |
| 代理公司： | 南京正聯(lián)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32243 | 代理人： | 胡定華 |
| 地址： | 22100*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 基于 接地線 電流 配電 電纜 故障 區(qū)段 定位 方法 | ||
基于接地線電流和零序電流的配電電纜故障區(qū)段定位方法，包括步驟：首先，獲取主電纜饋線首端接地線電流，判斷配電網(wǎng)是否發(fā)生故障；其次，獲取每個電纜區(qū)段首端測量的接地線電流和零序電流，計算其幅值差；再次，構(gòu)建幅值差比矩陣和幅值差比和向量，確定其最大元素對應(yīng)編號；然后，對配電網(wǎng)各個節(jié)點和測量點進(jìn)行編號，構(gòu)建空間測量矩陣；最后，根據(jù)空間測量矩陣和幅值差比和向量中最大元素編號，確定故障電纜區(qū)段兩端節(jié)點編號。該方法僅需要電纜首端接地線電流和零序電流，獲取方便，無需全網(wǎng)測量點同步，不受分布式電源接入的影響。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及電網(wǎng)設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種基于接地線電流和零序電流的配電電纜故障區(qū)段定位方法。
背景技術(shù)
近年來，我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶動了城鎮(zhèn)化和工業(yè)化水平的不斷加深，電力系統(tǒng)也得到了長足的發(fā)展，配電網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，結(jié)構(gòu)愈發(fā)復(fù)雜，電力電纜在城網(wǎng)供電中占比加大，配電網(wǎng)原有架空線路逐漸被地下電纜取代。然而，由于外力或內(nèi)部缺陷等不利因素，三芯地下電纜容易發(fā)生故障。快速可靠的故障區(qū)段定位有助于加快故障隔離，減少停電時間，確保整個網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定和安全。地下電纜與架空輸電線路在結(jié)構(gòu)和運行方式上的不同，決定了他們在故障特征上存在差異，這對現(xiàn)有故障區(qū)段定位技術(shù)提出了新的要求。
目前的研究表明，在以架空線路為主的配電網(wǎng)中，故障區(qū)段辨識技術(shù)已經(jīng)表現(xiàn)出良好的性能。然而，在地下配電電纜系統(tǒng)中，故障區(qū)段辨識方法卻還沒有得到充分的發(fā)展。三芯電纜一般鋪設(shè)在地下，三相芯線由絕緣橡膠包繞，一些類型的智能電表(如PMU、故障指示器等)不能沿電纜安裝。電纜的接地線電流僅需要通過一個普通的測量單元便可以完成測量。另外，零序電流作為配電自動化系統(tǒng)的重要指示量，在現(xiàn)有的配網(wǎng)上可以輕松地獲取。配網(wǎng)電纜線路發(fā)生故障時，故障區(qū)段的接地線電流與零序電流之差同正常線路相比有顯著差異，這為故障線路區(qū)段的辨識提供了依據(jù)。因此基于電纜接地線電流與零序電流之差的特征研究原理簡單、實用性強的配電網(wǎng)單相故障區(qū)段辨識方法不僅具有理論研究價值，而且對于工程實踐具有重要的現(xiàn)實意義。
發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有電纜配電網(wǎng)故障區(qū)段感知的不足之處，本發(fā)明提供一種步驟簡單，判別效果好，能夠準(zhǔn)確識別出故障電纜線路的電纜配電網(wǎng)故障區(qū)段辨識方法，利用廣域接地線電流、零序電流之差辨識電纜配電網(wǎng)故障區(qū)段，適用于配電網(wǎng)中共有M段電纜線路，每條電纜線路首端配置有接地線電流測量點。
基于接地線電流和零序電流的配電電纜故障區(qū)段定位方法，步驟如下：
步驟a，配電網(wǎng)運行時，獲取主電纜饋線首端接地線電流iB(t)，利用所測接地線電流是否大于配電網(wǎng)正常運行時全網(wǎng)測量點測得的最大接線電流ζst判斷配電網(wǎng)電纜是否發(fā)生單相故障；
步驟b，當(dāng)判斷配電網(wǎng)發(fā)生單相故障后，獲取每個電纜區(qū)段首端測量點測得的接地線電流和零序電流；對于全網(wǎng)中的Q個電纜區(qū)段，任一電纜區(qū)段q首端接地線電流和零序電流分別記作iqs(t)和iq0(t)；計算Q個電纜區(qū)段首端接地線電流和零序電流的幅值差；
步驟c，利用計算得到的Q個電纜區(qū)段首端接地線電流和零序電流的幅值差，構(gòu)建幅值差比矩陣MR，計算矩陣MR每行元素之和，得到幅值差比和向量NS，確定向量NS中最大元素對應(yīng)的編號，記為pmax；
步驟d，對配電網(wǎng)各個節(jié)點和測量點進(jìn)行編號；對于全網(wǎng)中的P個節(jié)點，測量點數(shù)量和電纜區(qū)段數(shù)量相同，共有Q個測量點，構(gòu)建空間測量矩陣Sm如下：
其中，Sm為P×Q階矩陣，sgh為Sm中第g行第h列的元素；
步驟e，故障電纜區(qū)段兩端的節(jié)點編號gL和gR由如下判據(jù)確定：
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