[发明专利]一种基于电压电流向量的配电线路断线监测方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于电压电流向量的配电线路断线监测方法及装置。

背景技术

已有的配电线路断线监测技术都是假定配电网的电源侧电压三相对称、假定配电网三相负载对称的前提条件下，通过电压幅值(或有效值)、电流幅值(或有效值)的变化情况作为判断依据来识别配电线路的单相断线故障，但配电网实际运行时，并不总是满足三相对称运行状态。因此，基于电压幅值(或有效值)、电流幅值(或有效值)作为判断依据的单相断线故障识别判定方法误判概率高，电压幅值法只适用于断线故障点在测量装置上侧情况，如果断线故障点在监测点下侧，电压法失效；电压法无法识别单相断线是否同时有单相接地故障；电流幅值法既适用于断线故障点在测量装置上侧，也适用于断线故障点在监测点下侧的情况，但电流法信号不一定明显，配电线路负载不对称情况下误判概率高，轻载情况下易漏判误判，线路空载时无法判定，线路轻载时故障判断准确度受单相接地电流影响很大。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种可适应各种断线情况实现线路断线准确判断的基于电压电流向量的配电线路断线监测方法及装置。

本发明的目的通过如下技术方案来实现：

一种基于电压电流向量的配电线路断线监测方法，应用于电网系统为三相三线制且中性点不接地或不直接接地系统，包括如下步骤：

(1)、数据采集：

在监测点周期性同步采集三相线电压波形、三相线电流波形，计算、统计相同时刻的各相线电压向量的有效值、相位角，记作

计算、统计相同时刻的各相线电流向量的有效值、相位角，记作

(2)、断线判断：

A、比较线电压有效值大小，区分出电压有效值数据最大值、最小值和中间值并分别赋值给变量U_max、U_min、U_mid，分别对应代表最大相、最小相和次小相电压；比较φ_ab、φ_bc、φ_ca相位角之间的关系，计算其相邻两相之间的相位角差φ₁＝φ_bc-φ_ab、φ₂＝φ_ca-φ_bc、φ₃＝φ_ab-φ_ca，根据电压比较的结果，将线电压次小相与最小相的相位差绝对值赋值给系数θ；如果三相线电压的最大、最小、次小相电压有效值之间的关系满足

并且，线电压次小相与最小相之间相位差值满足

θ≤θ_dx

则监测点上侧线路发生单相断线故障，断线相为电压最大相的超前相；

其中，μ_dx和θ_dx为根据电网系统性质设定的整定值；

B、计算三相电流的对称分量，包括正序电流为负序电流为零序电流为

计算数值，当时，如果ε≈1时，则判定监测点附近线路必然发生单相断线故障；如果ε_dx≤ε＜1时，则判定监测点附近线路可能发生单相不接地断线故障；如果ε＜ε_dx时，则判定监测点附近发生单相不接地断线故障可能性较低；

计算数值，当时，如果ε≥1时，则判定监测点附近线路必然发生单相接地断线故障；如果ε_dx^≤ε时，则判定监测点附近线路可能发生单相接地断线故障；如果ε＜ε_dx时，则判定监测点附近发生单相断线可能性较低，但线路存在单相接地故障；

其中，ε_dx为根据电网系统性质设定的整定值。

进一步的，所述断线判断步骤还包括单相接地故障的判断，具体如下：

当即采集的三相线电流向量和应为接近于零数值，则

如果则监测点下侧线路不存在单相接地故障；

如果则监测点下侧线路存在单相接地故障，I_jd为根据电网系统性质设定的整定值。

进一步的，针对6kV、10kV、20kV或35kV电压等级的电网系统，所述I_jd为2A-10A。