[发明专利]基于行波测度和暂态零模无功功率方向的配电自动化系统接地故障定位方法

说明书

本发明涉及基于行波测度和暂态零模无功功率方向的配电自动化系统接地故障定位方法，包括：(1)利用行波测度的小电流选线方法确定接地故障位于哪条馈线；(2)基于暂态零模无功功率流向，在故障馈线上定位接地故障点：在接地故障所在馈线上，监测任两个相邻馈线终端FTU的暂态零模无功功率流向，若某两个相邻馈线终端FTU的暂态零模无功功率流向的乘积为负，说明接地故障发生在该两个相邻馈线终端FTU之间，若某两个相邻馈线终端FTU的暂态零模无功功率流向的乘积为正，说明该两个相邻馈线终端FTU之间未发生接地故障。本发明精准定位接地故障，并明确接地故障位于哪两个馈线终端FTU之间，对于高阻接地故障也有很好的灵敏度。

技术领域

本发明涉及基于行波测度和暂态零模无功功率方向的配电自动化系统接地故障定位方法，属于配电自动化系统接地故障定位技术领域。

背景技术

故障测度是指在某判据基准下能够表征各自馈线与故障馈线的特征的相近程度的一种正实数。在同一电压等级电网的多条馈线中，倘若某一条馈线的故障测度最大，则能表明该馈线为故障馈线的可能性是最大。行波测度，是指在零模初始电流行波极性特征基准下能够表征各自馈线与故障馈线的特征的相近程度的一种正实数。在同一电压等级电网的多条馈线中，倘若某一条馈线的行波测度最大，则能表明该馈线为故障馈线的可能性是最大。

因中性点非有效接地电网具有高供电可靠性的优越性，我国配电网广泛应用非有效接地的中性点方式。近年来，配电自动化系统发展迅速，但是，目前配电自动化系统没有集成单相接地故障定位的保护功能，对于处理配电网电缆接地具有较大的局限性。

目前，接地故障选线方法有不同原理的技术，各有其实用性。基于故障工频稳态分量的监测技术在提取故障稳态电流时较困难，且此方法无法适用于谐振接地电网，有一定的局限性。“S”信号注入法监测准确，但不具有较好的经济性，增设新设备。基于暂态高频分量的监测技术在提取信号时较方便，且具有较好的灵敏性，但该方法容易受到干扰，且无法监测高电阻接地故障。

中国专利文献CN103217622A公开了一种基于多端电压行波的配电网故障选线方法，属于电力系统继电保护技术领域。其步骤为：在配电网中的变电站及各主干馈线分支末端安装行波采集装置；利用变电站母联开关分合闸产生行波信号，计算主干馈线上各分支末端的故障行波到达的初始时间与变电站母线处的故障行波到达的初始时间的时间差，得到基准时间数组；计算故障时主干馈线上各分支末端的故障行波到达的初始时间与变电站母线处的故障行波到达的初始时间的时间差，建立故障时间数组；将基准时间数组与故障时间数组进行最小二乘拟合，实现各采集点记录的行波到达时间的信息融合处理，查出故障馈线。但是，该专利没有考虑到接地电阻过高、故障初相角的情况，故障仿真太单一，不能很好地应用于实际情况。

中国专利文献CN102279346A公开了一种小电流接地系统故障选线方法，包括以下步骤：将保护装置采集到的样本数据按照空间距离分为故障类和非故障类，并计算各类中心；当馈线出口零序电压越限时，记录待测样本数据；计算待测样本与故障类中心和非故障类中心的距离，根据距离的远近判断馈线是否发生故障。该专利利用样本数据的故障选线方法,提出故障选线方法利用空间相对距离作为判据，打破了将故障特征量与整定值进行比较作为保护判据的传统。但是，该专利需要大量的样本数据来作为依据，受到样本数据准确性的制约，限制性太大。

综上所述，中性点非有效接地电网受多种因素的影响导致准确监测出接地故障非常困难。因此，进一步研究利用行波测度和无功功率方向的接地故障定位方法，具有良好的应用前景。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了基于行波测度和暂态零模无功功率方向的配电自动化系统接地故障定位方法；

发明概述