[发明专利]一种基于零模行波差异的配电网接地故障的测距方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种行波测距方法，具体是指一种基于零模行波差异的配电网单相接地故障的注入行波测距方法。

背景技术

我国的6~35kV配电网一般采用中性点非直接接地方式运行，发生占总故障50%~80%的单相接地故障后，传统的处理方法通过人工巡线查找故障点，费时费力。研究准确有效的单相接地故障定位方法，对于提高配电网供电可靠性、减少停电损失有重要意义。

现阶段配电网故障定位方法的发展方向主要有两类：基于配网自动化系统的方法和行波法。基于配网自动化系统的方法从理论上说最简单，即利用线路负荷开关处装设的FTU实现故障分段定位。但这种方法的前提是实现配网自动化，而我国大部分地区都还没有配备先进的配网自动化系统。行波法是基于故障距离与行波从故障点传输到检测点的时间成正比的原理，又分为单端法和双端法。由于配电网络多终端多分支的特点，双端法并不适用，而利用故障产生行波的单端法也存在故障点第一次反射波难以识别的问题。C型行波法，也即单端注入行波法，通过在线路始端注入检测信号，并利用注入信号与故障点返回信号的时差来确定故障距离，这种方法从理论上说在配电网中是可行的。

对于结构复杂的配电网络，检测端接收到的信号为故障点、分支点和分支末端等的多重折反射波的叠加，难以仅利用故障相注入后得到的波形找到故障点的反射波，通常采用以下两种方式提取故障点反射波：一种是在系统未发生故障前分别向每相注入高压脉冲信号得到每相非故障的行波波形并存储，线路发生故障后向故障相注入相同的高压脉冲信号得到故障情况波形，将故障相故障情况和非故障情况得到的两组波形数据相减提取故障信息，但是由于配网系统不稳定性较高，线路拓扑结构及用户负载随时都有可能发生变化，因此存在误判的可能性；另一种是在故障后分别向故障相和非故障相注入高压脉冲，然后将得到的故障相和非故障相的波形数据直接相减，将第一个非零突变点作为故障点反射信息。但是配电网分支多，且分支上往往通过配电变压器接有三相不平衡负载。当不平衡负载到首端的长度小于故障距离时，第一个差异点就可能来自于不平衡负载，而非故障点信息，即出现伪故障点，导致测距错误。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于零模行波差异的配电网单相接地故障测距方法，从故障相和非故障相分别注入高压脉冲，从首端检测到两组三相电压数据，再分别转换到对应的两组零模电压行波数据，利用二者的差异构造测距判据进行故障定位，可消除线路结构多变性和不平衡负载对测距的影响。

本发明的目的通过下述技术方法实现：

一种基于零模行波差异的配电网接地故障的测距方法，包括以下步骤：

（A）在配电网的首端故障相注入高压脉冲，并检测三相返回的电压行波，三相返回的电压行波通过相模变换获得第一个零模电压行波数据；

（B）在配电网的首端某一非故障相注入与步骤（A）一致的高压脉冲，并检测三相返回的电压行波，三相返回的电压行波通过相模变换获得第二个零模电压行波数据；

（C）对步骤（A）和步骤（B）得到的两个零模电压行波数据进行相减，得到差异数据；

（D）将步骤（C）得到的差异数据进行差分求导，得到第一个非零突变点的时刻，进而得到行波的传播时间；

（E）将步骤（D）得到的传播时间代入测距公式，求得故障距离。

所述步骤（A）和步骤（B）中的零模电压行波均按照以下相模变换公式得到，相模变换公式：                                                ；式中：u₀为零模电压行波；u_a，u_b，u_c为各相电压行波。

所述步骤（C）按照以下公式进行：Δu(t)=u₁₀(t)-u₂₀(t)；式中：u₁₀，u₂₀分别为第一个零模电压行波数据和第二个零模电压行波数据；Δu(t)为两次零模电压行波数据的差异数据。

所述步骤（D）包括以下步骤：

（D1）对Δu(t)进行差分求导处理，计算公式如下：

；

式中：Δu^’(t)为Δu(t)的差分求导结果，Δt为采样时间间隔；