[发明专利]小电流接地电网单相接地故障诊断方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种故障诊断方法，尤其涉及一种充分利用小电流接地电网完 整的暂态和稳态信息的单相接地故障诊断方法。

背景技术

在中压配电网中，单相接地故障占总故障的80％以上，当单相接地故障发 生时，准确的选择接地线路对电网的运营管理意义重大。

在现有技术中，通常根据电网中性点电压升高来判断是否发生接地故障， 但实际上使中性点电压升高的原因有多种，不一定是发生了单相接地，因此当 中性点电压超限后，先进行故障类型的辨识非常重要，只有判定是单相接地故 障的，选线才有意义；另外，目前的选线方法无法适应单相接地故障的复杂性， 只能在特定情形下得出正确结果，这些方法在电网中的应用效果不理想就是明 证；所以只有系统的分门别类的逐层进行故障辨识，并充分利用在故障发生时， 电网由稳态到暂态再到稳态的完整过程信息，才能确保故障诊断和选线的准确 率。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的不足，提出一种全面利用电网 运行信息，全面利用多种故障辨识算法，系统的分门别类的逐层进行辨识的诊断方法。 该方法不仅能辨识永久性故障，也能辨识瞬间故障；不仅适用于中性点不接地系统， 也适用于中性点经消弧线圈接地的系统，同时适应于消弧线圈补偿失败的情况；不 仅能辨识单相接地故障，还可以辨识PT熔断、铁磁谐振、消弧线圈谐振过电压、试验 引起的中性点过电压扰动。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

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、 中性点对地电压、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。

以5kb/s以上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阀值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。

所述的故障类型诊断采用如下诊断方法：

第一步：分别对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_A(n)、λ_B(n)、λ_C(n)，表示第n个周波的谐波含量，下标 表示A、B、C各相；

第二步：分别对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_A′(n)、A_B′(n)、A_C′(n)，表示第n个周波的幅值，下标表示A、 B、C各相；

第三步：对周波谐波函数λ_A(n)、λ_B(n)、λ_C(n)进行差分运算分别得到 k_A(n)、k_B(n)、k_C(n)；对周波幅值函数A_A′(n)、A_B′(n)、A_C′(n)也进行差分运算分 别得到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Ф[k_o(n)、k_A(n)、k_B(n)、k_C(n)]，表征 电压谐波变化趋势；下标表示中性点、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