[发明专利]小电流接地系统单相接地故障综合选线方法

说明书

技术领域

本发明涉及小电流接地系统单相接地故障选线方法，尤其是涉及一种小电流接地系统发 生单相接地故障时利用多个判据进行综合选线的方法。

背景技术

我国3kV～66kV配电网广泛采用中性点非有效接地方式，它包括中性点不接地、中性点 经消弧线圈接地及中性点经高电阻接地三种方式。当中性点非有效接地电网发生单相接地故 障时，此时电网线电压保持对称，故障电流很小，不影响对负荷的连续供电，因此又称3kV～ 66kV配电网为小电流接地系统，我国规程规定小电流接地系统在发生单相接地故障情况时可 以带电继续运行1～2小时。小电流接地系统单相接地故障尽管不影响电网的正常运行，但是， 小电流接地系统在发生单相接地故障时，非故障相对地电压升高，增加了线路绝缘性能要求， 长时间的运行容易使故障扩大为相间短路，使事故升级扩大，同时弧光接地还可能引起全系 统的过电压，因此需要在短时间内正确地选择出故障线路，以便运行人员及时采取有效措施 妥善处理。

随着对小电流接地系统单相接地故障特征研究的深入，国内外学者提出大量单相接地故 障选线方法，徐丙垠，薛永端等在刊号为1672-2000的期刊《电力设备》2005年第6卷第4 期第1页至第7页《小电流接地故障选线技术综述》中介绍了几种常用的利用单一判据进行 选线的方法，主要包括利用故障稳态信息的零序电流幅值比较法、零序电流方向法、谐波法、 零序电流有功分量法、负序电流法、注入信号寻迹法和利用故障暂态信息的暂态幅值与极性 比较法、暂态零模电流方向法、小波法、暂态能量法等。由于小电流接地系统单相接地故障 存在故障状况复杂、故障信号微弱、且易受到系统接地方式、负荷及互感器误差等因素的干 扰等不利条件，使得单一选线方法正确率不高，为了提高故障选线的能力，采用信息融合技 术进行综合选线的方法被提出来了。杨以涵，李砚在中国专利说明书CN1547307A(2004年 11月17日公开)提出并应用了利用证据理论和粗糙集理论对多种判据进行融合选线的方法， 庞清乐，孙同景等在刊号为1000-3673的期刊《电网技术》2005年第29卷第24期第78页至 第81页《基于神经网络的中性点经消弧线圈接地系统故障选线方法》公开了一种利用神经网 络的综合选线方法，康怡，刘培跃等在刊号1007-2691的期刊《华北电力大学学报》2007年 第34卷第3期第6页至第11页《应用模糊理论实现配电网单相接地故障判别》公开了一种 基于模糊理论进行综合选线方法，上述文献同时都公开了在综合选线中所用到的故障测度的 定义和计算方法。这些综合选线方法取得了一定的效果，但采用证据理论、粗糙集理论和神 经网络理论进行综合选线方法共同的不足之处在于要求各个判据间相互独立，同时没有考虑 各个判据的重要性和它们之间的交互作用，虽然应用模糊推理进行综合选线不要求各个判据 独立，但仍然没有考虑各个判据的重要性和它们之间的交互作用，这些不足影响以上这些综 合选线方法的选线准确度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对以上综合选线方法的不足，提供一种小电流接地系统单 相接地故障综合选线方法，这种方法不需要各个判据间相互独立，并且考虑了各个判据的重 要性和它们之间的交互作用，从而进一步提高了选线的准确度。

为解决上述技术问题，本发明采用模糊积分作为各个判据的融合方法，并通过最优化理 论获得最优的模糊测度，有助于进一步提高选线准确度。

本方法采取的技术方案包括以下步骤：

步骤1、选取判据并采用粒子群算法计算出各判据的模糊密度，以备计算模糊积分时使 用；

步骤2、故障选线逻辑启动；

步骤3、采集故障数据；

步骤4、计算每个选线判据赋予的包括母线在内的每条线路故障测度值；

步骤5、利用步骤1得到的模糊密度，应用模糊积分对步骤4得到的故障测度进行融合；

步骤6、利用模糊积分的结果进行综合选线判断。

模糊积分作为一种基于模糊测度的非线性数学方法，它具有考虑多源信息的重要程度进 行融合的能力。目前常用的两种模糊积分方法为Sugeno模糊积分与Choquet模糊积分，本发 明采用Choquet模糊积分，Choquet模糊积分定义及计算过程如下：