[发明专利]基于中值电阻投切前后工频增量系数的快速故障选线方法

说明书

基于中值电阻投切前后工频增量系数的快速故障选线方法，针对经消弧线圈并联中值电阻接地的配电网系统，在该配电网系统发生单相接地故障时，分析中值电阻投切前后零序电流故障特征及其差异性，以中值电阻投切前后半个周期为数据窗口，利用小波变换提取零序电流工频分量，基于半周积分算法计算零序电流工频分量，依据投切前后零序电流工频分量积分值的比值，构建增量系数K值，最终利用增量系数K值的比较，确立故障选线判据。本发明故障选线方法原理简洁，可靠性高，且不受过渡电阻、故障合闸角等因素的影响；同时该方法仅利用各线路的零序电流工频分量，应用在工程上容易实现。

技术领域

本发明属于电力系统继电保护领域，特别涉及一种基于中值电阻投切前后工频增量系数的快速故障选线方法。

背景技术

我国中低压配电网大多采用中性点经消弧线圈接地方式运行，当系统发生单相接地故障时，由于消弧线圈的补偿作用，故障点不存在较大电流，从而保证系统可以带故障运行1-2个小时。但这种补偿方式，由于故障线路电流特征趋于非故障线路，导致故障选线困难。

国内外研究人员针对经消弧线圈接地系统的故障选线做了大量的研究。故障选线方法大致分为稳态选线方法和暂态选线方法，其中暂态选线方法最为突出，有以下几类主流方法：一类是时频分析法，其原理是把故障暂态信号分解至多个频带暂态分量，利用小波变换法，Hilbert-Huang换法，S变换法等方法提取有效频带信息，基于故障特征判断故障线路。一类是零序能量法，依据故障线路能量绝对值最大，能量极性与非故障线路能量极性相反的特性构建选线判据。但在实际系统中，这些方法由于阻性分量在暂态信号中比例较小，多存在故障选线不精确。

为提高故障选线准确性，工程中增加一个中值电阻并联消弧线圈，在系统发生单相接地故障2-3工频周期后，投入中值电阻，改变故障线路零序电流，基于此构建故障选线，但目前多采用稳态信息实现选线，时间较长，故障电流持续存在，系统线电流不在对称，于系统运行不利。因此，开发一种短时电阻投切快速故障选线方法至关重要。

发明内容

针对工程上配网系统中性点采用中值电阻并联消弧线圈接地运行方式，存在故障选线长，系统不安全问题。本发明提供一种基于中值电阻投切前后工频增量系数的快速故障选线方法，该故障选线方法原理简洁，可靠性高，且不受过渡电阻、故障合闸角等因素的影响；同时该方法仅利用各线路的零序电流工频分量，应用在工程上容易实现。

本发明采取的技术方案为：

基于中值电阻投切前后工频增量系数的快速故障选线方法，针对经消弧线圈并联中值电阻接地的配电网系统，在该配电网系统发生单相接地故障时，分析中值电阻投切前后零序电流故障特征及其差异性，以中值电阻投切前后半个周期为数据窗口，利用小波变换提取零序电流工频分量，基于半周积分算法计算零序电流工频分量，依据投切前后零序电流工频分量积分值的比值，构建增量系数K值，最终利用增量系数K值的比较，确立故障选线判据。

基于中值电阻投切前后工频增量系数的快速故障选线方法，包括以下步骤：

步骤1：针对经消弧线圈并联中值电阻接地的配电网系统，在监测到该配电网系统发生单相接地故障后，在发出投切中值电阻时刻，记录每条馈出线路此时刻前后半个周期的电流测量数据；

步骤2：针对每条馈出线路的电流测量数据，利用小波变换滤除高频分量，仅提取零序电流工频分量；

步骤3：针对每一条馈出线路的零序电流工频分量序列，分别采用半周积分法计算中值电阻投入时刻前后半个周波数据窗的积分值，记为前半个周波积分值S_i-；后半个周波积分值S_i+。

步骤4：计算任意一条馈出线路中值电阻投切前后零序工频分量增量系数