[发明专利]配电线路单相接地故障选线方法及计算机可读存储介质

说明书

本发明提供了一种基于相电流行波比较的配电线路单相接地选线的方法。方法包括：在配电线路上采集三相电流行波，并以母线指向线路为电流正方向；当配电线路发生单相接地故障后，比较三相电流行波故障前后差的幅值与极性关系；当其中一相电流行波差的幅值大于另外两相电流行波差的幅值1.5倍以上，并且幅值最大的相电流行波差的极性与其他两相电流行波差的极性相反，则判定故障发生在测量点负荷侧的线路上，并且电流行波差幅值最大的相为故障相；如果三相电流行波差幅值相同，而且极性一致，则判断故障发生在测量点电源侧的线路上。通过本发明的技术方案，可实现配电线路单相接地故障的精确选线。

技术领域

本发明涉及电力系统保护和控制技术领域，具体而言，涉及一种配电线路单相接地故障选线方法。

背景技术

单相接地故障是配电网络的主要故障类型，占比超过80％。为了提高供电的可靠性，通常情况下配电系统的中性点采用非有效接地的方式。行业标准规定系统单相接地故障发生后，允许维持运行2小时。但是发生单相接地故障后接地点会流过较大的电容性电流。一般情况下当接地电容性电流超过30A时，为了避免电弧重燃和出现弧光过电压，常采用消弧线圈对电容电流进行补偿。采用消弧线圈对电容性电流进行补偿的方式可以分全补偿、过补偿和欠补偿三种。一般情况下，为了避免由于运行方式发生改变或部分负荷退出运行而造成的谐振现象，过补偿的方式被采用的最多。消弧线圈的应用极大削减了单相接地故障的电流特征，给故障检测带来了巨大的挑战。

20世纪80年代，提出了单相接地故障选线技术。稳态法、暂态法、行波法和信号注入法为现有主要的故障选线方法。

稳态法和暂态法是指利用单相接地故障发生后不同馈线的稳态特征和暂态特征差异选择故障线路。稳态法包括群体比幅比相法，零序导纳法等。暂态法包括首半波法，暂态特征频带法等。但是受消弧线圈的影响以及复杂的运行工况，稳态法和暂态法难以满足现场要求。

信号注入法即在配网母线处人为注入信号，通过分析信号对故障线路和非故障线路的影响，利用检测不同线路信号变化的方法进行选线。该方法需要改变一次侧设备，或者对一次侧设备进行操作，有可能影响电力系统的安全运行。

行波选线法是利用单相接地故障产生的行波选择接地线路的方法。该方法比较不同馈线上初始电流行波的幅值和极性来选择故障线路。

现有的稳态、暂态和行波选线法都需要接入所有线路的电流互感器，因此其受不同线路电流互感器特性的影响。

此外，分支线路是配电系统的一种重要的拓扑特征。由于城市化进程较快，配电线路的规划很难与城市建设规划同步，导致为了满足城市供电需求，分支线路被大量应用。在部分城市，分支线路的长度占10kV配电线路总长度的比重较高。目前所有的单相接地故障选线策略都不能选择分支线路。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

本发明提供了一种基于相电流行波比较的配电线路单相接地选线的方法。其中，方法包括：在配电线路上同步采集三相电流行波，并以母线指向线路为电流正方向；当配电线路发生单相接地故障后，比较三相电流行波故障前后差的幅值与极性关系，其中，当其中一相电流行波差的幅值大于另外两相电流行波差的幅值1.5倍以上，并且幅值差最大的相电流行波的极性与其他两相电流行波差的极性相反，则判定故障发生在测量点负荷侧的线路上，并且判定电流行波差幅值最大的相为故障相；如果三相电流行波差幅值之间的差值不超过预定数值，而且极性一致，则判断故障发生在测量点电源侧的线路上。

三相系统正常运行时，三相线路存在对地电容以及相与相之间的电容。当三相系统发生单相接地故障时，接地相的电压降低，非接地相的电压升高；而对相与相之间的线电压，无论是接地相与非接地相之间，还是非接地相之间，都不变。所以，三相线路相与相之间的电容上的电气量不受单相接地故障的影响，但是相与地之间的电容上的电气量受单相接地故障的影响明显，具体分析如下。