[发明专利]一种基于配网PMU的单相接地故障定位方法及系统

说明书

本发明公开了配电自动化技术领域的一种基于配网PMU的单相接地故障定位方法及系统，在发生单相接地故障时同步采集各节点的电压信号和电流信号，并根据各节点的零模电流暂态特性相似性定位故障区段，具有定位速度快，准确度高的特点。基于设定的单相接地故障启动判据，启动故障录波，获取故障触发时刻前、后设定时长内各节点的录波数据；根据各节点的录波数据，确定故障初始时刻；以故障初始时刻为基准向后截取设定长度的数据窗内的零模电流采样值；对零模电流采样值进行滤波，得到零模电流暂态量；对零模电流暂态量进行相似性分析，获取零模电流暂态特性相似性系数；根据零模电流暂态特性相似性系数定位故障区段。

技术领域

本发明属于配电自动化技术领域，具体涉及一种基于配网PMU的单相接地故障定位方法及系统。

背景技术

我国配电网多为小电流接地系统，当系统发生单相接地故障时，三相电压仍保持平衡，不影响用户供电，但若长时间带故障运行，易导致非故障相绝缘击穿，引发两相对地短路故障；对于电缆线路而言，长时间的接地弧光电流可能直接击穿故障点绝缘，使其发展成为相间短路故障，扩大事故范围，造成更大经济损失。

目前配电网单相接地故障定位处理手段多样，主要包括主动法与被动法，其中主动法须额外配置信号注入设备，增加现场施工难度与经济投入，且故障时注入信号可能引发系统其它故障，实际应用不多；被动法主要依靠本装置自身采集的电压、电流模拟量信号进行数据分析，理论上可行，但是受系统中性点接地方式、单相接地故障过渡电阻大小、故障录波数据同步性以及现场运行环境影响较大，直接降低装置定位准确性，实际效果并不理想。

发明内容

为解决现有技术中的不足，本发明提供一种基于配网PMU的单相接地故障定位方法及系统，在发生单相接地故障时同步采集各节点的电压信号和电流信号，并根据各节点的零模电流暂态特性相似性定位故障区段，数据对齐具有定位速度快，准确度高的特点。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种基于配网PMU的单相接地故障定位方法，包括：基于设定的单相接地故障启动判据，启动故障录波，获取故障触发时刻前、后设定时长内各节点的录波数据；根据各节点的录波数据，确定故障初始时刻；以故障初始时刻为基准向后截取设定长度的数据窗内的零模电流采样值；对零模电流采样值进行滤波，得到零模电流暂态量；对零模电流暂态量进行相似性分析，获取零模电流暂态特性相似性系数；根据零模电流暂态特性相似性系数定位故障区段。

进一步地，所述单相接地故障启动判据为：零序电压半波真有效值越限法。

进一步地，所述设定时长为故障触发时刻前、后各2周波。

进一步地，所述根据各节点的录波数据，确定故障初始时刻，具体为：

提取本节点k及相邻节点的故障录波数据，计算零模电流并选取最大值节点数据I_kmax，根据时间序列筛选出第一个奇异点，定为故障初始时刻，计算方法如下：

I_kmax,i+mK_setI_kmax,i (2)

式中，I_kmax,i为节点数据I_kmax内第i点采样值，I_kmax,i+m为节点数据I_kmax内第(i+m)点采样值，K_set为变化系数，m为判定第i+1点为奇异点所需连续变化点数；当节点i后连续m个点采样值满足上述公式，则认为第i+1点为奇异点。

所述相似性分析，具体为：