[发明专利]小电流接地电网单相接地故障诊断方法

权利要求书

1.一种小电流接地电网单相接地故障诊断方法，该方法应用于中性点不 接地和中性点经消弧线圈接地的电网中；其特征在于，首先捕获用于故障诊断 的电网运行参数，然后进行故障类型诊断，鉴别是单相接地故障、PT熔断、铁 磁谐振、消弧线圈谐振过电压、或是试验引起的中性点过电压扰动，对是接地 故障的进行选线；

所述的故障类型诊断采用如下诊断方法：

第一步：分别对中性点电压、A相对地电压、B相对地电压、C相对地电压 计算谐波含量，形成周波谐波函数λ_O(n)、λ_A(n)、λ_B(n)、λ_C(n)，表示第n个周 波的谐波含量，下标O、A、B、C分别表示中性点、A、B、C各相；

第二步：分别对中性点电压、A相对地电压、B相对地电压、C相对地电压 计算幅值，形成周波幅值函数A′_O(n)、A′_A(n)、A′_B(n)、A′_C(n)，表示第n个周 波的幅值，下标O、A、B、C分别表示中性点、A、B、C各相；

第三步：对周波谐波函数λ_O(n)、λ_A(n)、λ_B(n)、λ_C(n)进行差分运算分别得到 k_O(n)、k_A(n)、k_B(n)、k_C(n)；对周波幅值函数A′_O(n)、A′_A(n)、A′_B(n)、A′_C(n)也 进行差分运算分别得到W_O(n)、W_A(n)、W_B(n)、W_C(n)；构造电压趋势函数 ψ[W_O(n)、W_A(n)、W_B(n)、W_C(n)]，表征电压变化趋势；构造谐波趋势函数Φ[k_O(n)、 k_A(n)、k_B(n)、k_C(n)]，表征电压谐波变化趋势；下标O、A、B、C分别表示中 性点、A、B、C各相；以上四类函数统称为故障电压描述函数；

第四步：根据上述故障电压描述函数进行故障辨识：

单相接地故障特点：一相降低，两相升高；或者是一相有降低的变化趋势， 两相有升高的变化趋势，非故障相电压不超过线电压；

PT熔断：必定存在稳态，其中一相电压为0，另外两相电压仍为相电压幅 值；

铁磁谐振：一相降低，两相升高且非故障相电压超过线电压，中性点电压 超过100V，谐波含量高；

消弧线圈谐振过电压：谐振频率在一定失谐度存在的情况下为靠近工频或 者在全补偿情况下为等于工频，不存在高频分量或者明显的低频分量，即|Φ (n)|＜c，c为设定阈值；

试验引起的中性点过电压扰动：三相电压中，没有故障相，或者三相电压 因为存在直流而偏移。

2.根据权利要求1所述的小电流接地电网单相接地故障诊断方法，其特 征在于，所述的电网运行参数包括A相对地电压、B相对地电压、C相对地电 压、中性点电压、当经消弧线圈接地时的中性点电流以及各支路零序电流在电 网运行期间的稳态参数和暂态参数；其中稳态参数指在两次暂态波形之间各信 号基波的平均幅值以及暂态波形前后各信号基波的幅值和相角；暂态参数是指 系统由稳态到暂态又到稳态的录波数据，该数据采样率应大于5kb/s。

3.根据权利要求2所述的小电流接地电网单相接地故障诊断方法，其特征 在于，以大于5kb/s的采样率实时同步连续采集电网信号，当连续N个中性点电 压瞬时值的平均值超过预设阈值U_zd时，捕获电网暂态波形，这里N是预设值； 在中性点电压正常时，利用傅立叶变换计算各信号的工频幅值，并求取平均值。