[发明专利]基于注入信号的配电网永久性故障辨识方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种配电网永久性故障辨识方法，尤其是一种基于注入信号的配电网永久性故障辨识方法。

背景技术

目前配电网的重合闸一般采用未考虑重合失败后不利影响的传统自动重合闸方式，多为馈线首端断路器同各分支处分段器配合实现。馈线发生相间短路故障后，馈线首端断路器跳开三相，整条馈线停电失压，各分段器分闸，首端断路器经过固定时延后重合，各分段器按照整定时间逐次重合，该过程需要大约数分钟完成，大大降低了配电网的供电可靠性，若分段器重合于永久性故障，整条馈线将遭受二次短路电流冲击，对配电网的运行安全性产生不利影响。因此，研究具有相间短路故障性质辨识的配电网自适应重合闸对于提高配电网供电可靠性与运行安全性具有重要意义。

永久性故障的辨识是实现自适应重合闸的关键，目前有关电力系统永久性故障辨识以及自适应重合闸的研究主要集中在高压输电线路中，研究方法主要有基于电压与相位自适应组合判据、带并联电抗器单相自适应重合闸电压判别法、工频周期积分法、故障模型识别法、小波包能量熵判别法、轨迹预测技术法等。对于配电网，当发生相间短路故障三相跳闸后，整条线路停电，无法获得跳闸后反应故障信息的电气量，另外配电馈线分支较多，拓扑结构复杂，用于输电系统的永久性故障辨识方法无法应用到配电系统中。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于注入信号的配电网永久性故障辨识方法，该方法适用于各种结构的网络，原理清晰，计算结果可靠，具有良好的永久性故障识别能力，为实现配电网的自适应重合闸提供依据。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种基于注入信号的配电网永久性故障辨识方法，包括以下步骤：

第一步：在配电系统正常工作时，利用工频电压、电流量，根据欧姆定律计算出每条线路的测量阻抗，并作为永久性故障判断基准值；

第二步：故障发生并隔离后，在判断出故障类型和故障相别的前提下，选择信号注入相别。如果是相间短路故障，信号注入相别即为故障相别，如果是三相短路故障，选择任意的两相作为信号注入相别；

第三步：采集注入信号的电流与电压值，根据欧姆定律计算出当前时刻的测量阻抗值，并进行工频的归一化折算；

第四步：比较故障后经过归一化折算的测量阻抗值与故障前计算得到的测量阻抗值，如果二者相差不大，判断为瞬时性故障，允许自动重合闸重合；如果二者差别较大，判断为永久性故障，闭锁自动重合闸。

所述的方法，所述第一步中利用工频电压、电流量，根据欧姆定律计算出每条线路的测量阻抗的具体方法为：根据故障前系统的等值电路；其中，定义为馈线正常运行时流过馈线的三相电流，为馈线三相电压，Z_LA、Z_LB、Z_LC为该等值电路阻抗，Z_A、Z_B、Z_C为等值负荷阻抗；定义相间端口等值输入阻抗为两相等值线路阻抗与等值负荷阻抗之和，以A、B两相为例，相间端口等值输入阻抗为Z_in＝(Z_LA+Z_A)+(Z_LB+Z_B)，由等值电路列基尔霍夫电压定律(KVL)方程得：