[發明專利]基于零序特征系數的單相接地故障區段定位方法及系統

在審

• 申請號: 202210974092.8
• 申請日: 2022-08-15
• 公開（公告）號: CN115436748A
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發明（設計）人: 楊晶晶;林騫;馬金亮;溫旭輝;鄒貴彬;馮樹輝;張陽;欒國軍;王飛飛;徐克政;黃學增;許春華;王嘉雨;劉勇利;于凱;李全俊
• 申請（專利權）人: 國網山東省電力公司濰坊供電公司;國家電網有限公司
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 閆圣娟

本公開涉及電網故障定位技術領域，提出了基于零序特征系數的單相接地故障區段定位方法及系統，方法包括：根據獲取的配電網系統的零序電壓及各節點零序電流數據，判斷是否發生故障；當發生故障，控制有源消弧裝置注入不同的電流，得到配電網系統零序電壓與各節點零序電流相對于系統正常運行時的變化量，計算各節點的零序特征系數；根據各節點及其下游節點零序特征系數，區分故障區段與非故障區段。可以在有源消弧配電網中實現對故障區段的定位，能夠與有源消弧裝置相適配，進一步縮短故障定位范圍，并且能夠消除配電網三相不對稱對區段定位結果的影響，在三相不對稱配電網中依舊適用。

技術領域

本公開涉及電網故障定位相關技術領域，具體的說，是涉及一種基于零序特征系數的單相接地故障區段定位方法及系統。

背景技術

本部分的陳述僅僅是提供了與本公開相關的背景技術信息，并不必然構成在先技術。

配電網結構復雜，單相接地故障發生占比超過80％，對電氣設備安全和人身安全構成了極大的威脅。當配電網中發生單相接地故障時，由于系統三相線電壓依舊對稱，一般可以允許繼續運行1～2小時。但是由于配電網帶單相接地故障運行時，非故障相電壓運行在較高對地電壓狀態下，這將威脅線路絕緣因而存在再次故障的風險。配電網單相接地故障的處理要求瞬時故障安全消弧，永久故障快速隔離，降低配電網單相接地故障的危害。因此，為了減小配電網帶故障運行的時間和危險，保障系統供電可靠性，對于配電網中的永久性接地故障需要盡量快速地選出故障點所在區段，以便實現對故障區段的快速隔離，恢復系統正常運行。

傳統方法中一般采用人工試拉線路或采用專門的接地選線裝置等方法進行故障選線，并通過人工尋線的方式進行故障定位，費時費力且會影響供電可靠性。為此，學者們圍繞配電網單相接地故障選線與定位方法進行了深入研究，并提出了一系列單相接地故障選線與定位方法，根據特征信號的不同，主要分為兩類，即基于暫態信號的選線方法和基于穩態信號的選線方法。

由于我國配電網一般為中性點非有效接地系統，中性點一般采用不接地或經消弧線圈接地的運行方式。因此，現有的配電網單相接地故障選線與定位方法一般圍繞這兩種配電網展開。但是，由于配電網規模的擴大以及各種非線性元件的廣泛應用，配電網單相接地故障電流中的諧波分量及有功分量隨之增大，消弧線圈僅能補償故障電流中的無功基波分量的問題暴露出來。因此，基于電力電子換流器的有源消弧方法開始得到應用。而對于在有源消弧配電網中，如何實現對故障點的選線與定位，目前研究較少。因此，需要通過分析有源消弧配電網單相接地故障時的故障特征，研究提出可與有源消弧方法適配的單相接地故障選線與定位方法及系統。

發明內容

本公開為了解決上述問題，提出了基于零序特征系數的單相接地故障區段定位方法及系統，能夠實現與有源消弧方法適配的單相接地故障選線與定位。通過有源注入電流、系統零序電壓與各節點零序電流構造零序特征系數，并根據零序特征系數的計算值判斷各節點相對于故障點的位置關系，進而實現對有源消弧配電網中單相接地故障點所在區段的準確定位，并且該方法不受配電網三相導納不對稱的影響。

為了實現上述目的，本公開采用如下技術方案：

一個或多個實施例提供了基于零序特征系數的單相接地故障區段定位方法，包括如下步驟：

根據獲取的配電網系統的零序電壓及各節點零序電流數據，判斷是否發生故障；

當發生故障，控制有源消弧裝置注入不同的電流，得到配電網系統零序電壓與各節點零序電流相對于系統正常運行時的變化量，計算各節點的零序特征系數；

根據各節點及其下游節點零序特征系數，區分故障區段與非故障區段。

一個或多個實施例提供了基于零序特征系數的單相接地故障區段定位系統，包括：

故障判斷模塊：被配置為根據獲取的配電網系統的零序電壓及各節點零序電流數據，判斷是否發生故障；