[发明专利]消弧线圈接地系统单相接地选线方法

权利要求书

1.一种消弧线圈接地系统单相接地选线方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1.采集不同时刻母线三相电压、母线零序电压以及分支回路零序电流；根据母线零序电压计算母线零序电压的基波分量瞬时值u′₀(t)，并根据 不同时刻的母线三相电压的幅值以及基波分量瞬时值u′₀(t)判断存在故障的相；

S2.计算存在故障的相的分支回路的不同时刻以及不同位置的零序电流基波分量瞬时幅值I_0M,x，并且，当消弧线圈补偿作用完成后，计算分支回路的零序电流基波分量瞬时幅值I′_0M,x，根据消弧线圈补偿前后的零序电流瞬时幅值判断分支回路是否接地故障；

步骤S1中，按照如下方法判断三相中存在故障的相：

S11.以3200Hz采样率实时采集母线三相电压、母线零序电压u₀(t₀)以及支路零序电流i₀(t)，其中，母线三相电压分别为u_A(t)、u_B(t)和u_C(t)；

S12.若某时刻t₀：|ε₀(t₀)|＝|u₀(t₀)-u′₀(t₀)|>Uset1，其中u₀(t₀)为时刻t₀的母线零序电压；

从t₀时刻起，锁存1/4周波的母线三相电压、母线零序电压以及各分支回路的零序电流的采样值，其中，一个周波为64个采样点,1/4周波则为16个采样点；

S13.如16个母线零序电压中存在连续8个母线零序电压满足如下条件：

|u₀(t_k)-u′₀(t_k)|>Uset1；

∑|u₀(t_k)-u′₀(t_k)|>Uset2，则判断可能存在单相接地故障，并进入步骤S14，否则，返回步骤S11；其中，U_set1和U_set2为母线零序电压误差阈值，u₀(t_k)为t_k时刻的母线零序电压；u′₀(t_k)为t_k时刻的母线零序电压的基波分量瞬时值；

S14.计算母线三相电压的基波分量幅值U_AM、U_BM、U_CM，若其中任意两相电压基波分量幅值大于1.2U且另一相电压基波分量幅值小于0.8U，则判定发生接地故障且电压较低的相为故障相；否则，返回步骤S11，其中，U为额定电压幅值；

步骤S2中，根据如下步骤判定分支回路存在故障：

S21.在同一分支回路上向远离母线方向上依次设置x₁、x₂、…、x_N共N个采集点，各采集点与母线的距离满足l_x1<l_x2<…<l_xN；

S22.根据如下公式计算分支回路上各采集点的零序电流瞬时值：

其中，i₀(t)为分支回路零序电流，

Rⁱ为分支回路的单位长度线路的电阻值的i次幂；L^j-i-1为分支回路的单位长度线路的电感值的j-i-1次幂，L^j-i为分支回路的单位长度线路的电感值的j-i次幂；C^j为分支回路的单位长度线路的电容值的j次幂；为分支回路上点x处与母线出线端之间的距离的2j-1次幂；为分支回路上点x 处与母线出线端之间的距离的2j次幂；为母线零序电压关于时间t的2j-i-1阶导数，为分支回路零序电流关于时间t的2j-1阶导数，j和i为迭代运算的次数，其中i∈[0,j]；

S23.根据分支回路的各采集点的零序电流瞬时值，计算出各采集点零序电流的基波分量瞬时幅值且分别为：I_0M,x1，I_0M,x2，…，I_0M,xN；

S24.当消弧线圈补偿作用完成后，从时刻t′₀起，再次锁存母线零序电压u₀(t′₀)和分支回路零序电流i₀(t′₀)，计算消弧线圈补偿完成后分支回路上各采集点的零序电流基波分量瞬时值：I′_0M,x1，I′_0M,x2，…，I′_0M,xN，其中，t′₀＝t₀+40ms；

S25.通过如下方式判断当前分支回路是否为故障线路：

若：

I_0M,x1<I_0M,x2<…<I_0M,xN且I′_0M,x1>I′_0M,x2>…>I′_0M,xN，或者：

I_0M,x1>I_0M,x2>…>I_0M,xN且I′_0M,x1<I′_0M,x2<…<I′_0M,xN；则判断当前分支回路为故障线路；

若：

I_0M,x1>I_0M,x2>…>I_0M,xN且I′_0M,x1>I′_0M,x2>…>I′_0M,xN；

或者

I_0M,x1<I_0M,x2<…<I_0M,xN且I′_0M,x1<I′_0M,x2<…<I′_0M,xN；

则判断该分支回路为非故障线路。

2.根据权利要求1所述消弧线圈接地系统单相接地选线方法，其特征在于：通过如下方法计算母线零序电压以及分支回路零序电流幅值：

S31.将母线零序电压u₀(t)和分支回路零序电流i₀(t)进行瞬变信号正弦表示：

S32.确保A(t)、B(t)正交和能量相等，即：

S33.构建区间[0,h]内的A(t)和B(t)时间函数：

其中：

其中，h为信号衰减到0的时间长度，取40ms；

S34.根据能量相等：

，采用最小二乘法计算母线零序电压和分支回路零序电流的和从而根据瞬变信号正弦表示式计算母线零序电压瞬时幅值U_0m(t)和分支回路零序电流瞬时幅值I_0m(t)。