[发明专利]一种配网线路故障类型识别方法

说明书

技术领域

本申请涉及配电网故障检测技术领域，具体涉及一种配网线路故障类型识别方法。

背景技术

近年来随着我国社会经济的发展和工农业生产不断进步，对电力资源的需求也越来 越大。配电网是直接分配电能的网络，因为配电网直接面向用户，其供电可靠性和安全 性对人们也越来越重要。10kV架空配电线路作为配电网的重要组成部分，其具有量大面 广线长、绝缘水平低的特点，但是跳闸故障率却居高不下。通过故障现场波形对配网线 路故障类型准确判断，对提高配电线路的运维水平、降低故障率具有重大意义。一方面 可以更加快速准确地判断故障类型进而解除故障，有利于配电线路运维单位及时发现运 维工作中的不足。另一方面通过对现场波形的实时监测与数据库中的历史案例进行特征 量的比对分析，实现故障预测，为下一步制定有针对性的专项技术措施消除隐患提供依 据。

在配电网线路故障类型识别方面，国内已有文献针对高阻故障、单相接地故障、间 歇性故障这几类故障的识别、诊断与定位方法的研究，包括被动式定位法、主动式定位 法、监测定位法和智能定位法等。国外已有相关研究对由动物、雷击、树木三种故障原 因导致的故障进行了分析，并提出了利用故障三相电压电流波形进行判别的依据，以及 对由设备、动物导致的线路故障电压电流波形的时频特性进行了分析并提出了相应的预 防措施。

目前针对不同故障类型的电弧特点提出具体定量的指标来识别故障的诊断方法还 未有相关的报道。

发明内容

本申请的目的是为了解决上述针对不同故障类型电弧特点提出具体定量的指标来识 别故障的诊断方法的技术空白的问题。

为此，本发明实施例提供了如下技术方案：一种配网线路故障类型识别方法，所述 识别方法包括如下步骤：

S1获取故障线路的电压和电流波形；

S2利用最小二乘法计算电弧电压V_arc；

S3对持续的单相接地故障求取方差，得到电弧电压幅值稳定段均值V_zrc；

S4将V_zrc与设定阈值V_set比较，识别配电网线路故障的类型。

可选地，所述配电网线路包括三相电路，所述三相电路通过相模变换解耦成正序等 效电路、负序等效电路和零序等效电路。

可选地，所述正序等效电路、负序等效电路和零序等效电路的差分方程表达式如下：

其中，v_p、v_n、v_o分别为线路的正序、负序和零序等效电路中的左终端相电压分量； v_Fp、v_Fn、v_F0分别为正序、负序和零序等效电路中的故障相电压分量；R为正负序等效 电阻，R₀为零序等效电阻；L为正负序等效电感，L₀为零序等效电感；i_p、i_n、i₀分别为 正序、负序和零序电路中的等效电流。

可选地，所述故障线路的电压表达式如下：

v_F＝v_a+R_ai_a(4)

其中，v_F为故障相电压，v_a为电弧电压，R_a为故障电阻，i_a为故障电流。

可选地，其特征在于，所述电弧电压的数学表达式如下：

v_a(t)＝V_asgn[i(t)]+ξ(t)(5)

其中，v_a(t)和i(t)分别为电弧电压和电流，V_a为方波的幅值，sgn为符号函数，ξ(t) 为零均值白噪声。

可选地，所述电弧电压幅值的表达式如下：