[发明专利]一种基于级联H桥控制的永久高阻故障区段定位方法

说明书

本发明涉及一种基于级联H桥控制的永久高阻故障区段定位方法，属于电力系统配电网保护技术领域。本发明方法能有效识别故障上下游，快速进行故障区段定位，当系统发生单相接地高阻故障时，通过级联H桥变流器向馈线的三相注入相同的高频电流信号，采集线路各个区段前后测量点三相相电流，由于发生单相接地高阻故障，故障相线路接地点呈阻性，高频电流无法通过，比较两个非故障相与故障相的每个区段前后相电流变化量，变化量最大的区段为故障区段，从而有效实现区段定位，电流变化量对高阻故障响应灵敏，速动性好，有较强应用前景。

技术领域

本发明属于电力系统配电网保护技术领域，具体涉及一种基于级联H桥控制的永久高阻故障区段定位方法。

背景技术

配电系统受离地面较近、馈入居民区、自然灾害等因素的影响，导线很容易接触到树枝或发生断线并坠落，此时往往会发生高阻接地故障。当高阻接地故障发生时，存在检测难度大、不能快速切除等问题，若故障长期存在，不但有可能会导致两相接地短路故障，扩大故障范围和改变故障性质，甚至会引发火灾，对人身、财产安全造成威胁。配电网作为电网中重要的组成部分，对其进行检测、保证其正常的运行也是重要的，因为一旦配电线路出现故障，造成停电，给用电用户带来不便的同时，还给供电公司造成重大损失。由于电网配电线路传输距离远，沿途地势复杂，环境和气候条件恶劣，再加上供电压力大，造成故障率大幅升高。因此，快速准确地检测出高阻接地故障具有重要意义。

目前针对时域的高阻检测方法包括暂态有功功率方向法、暂态无功功率方向法能量法等，此类方法可以直观反映故障信号的时域特征，有利于滤除各种干扰，保证可靠性，与利用频域的检测方法相比，具有一定优势。然而配电网高阻接地故障的电阻值目前没有明确的定义，常规检测保护装置反应接地电阻的能力不超过300Ω。而导线断线掉地、对树枝放电等接地故障的电阻值远超300Ω,是典型的高阻接地故障，目前还未能有可靠解决的措施，是配电技术领域的一个难题。这类故障极易造成社会人身触电或火灾事故，涉及社会公共安全问题，是个十分迫切需要解决的技术问题。因此如何克服现有技术的不足是目前电力系统配电网保护技术领域亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种基于级联H桥控制的永久高阻故障区段定位方法，该方法能有效识别故障上下游，快速进行故障区段定位，当系统发生单相接地故障时，通过级联H桥变流器向馈线的三相注入相同的高频电流信号，采集线路各个区段前后测量点三相相电流，由于发生永久性单相接地故障，故障相线路接地点呈阻性，高频电流无法通过，比较两个非故障相与故障相的每个区段前后相电流变化量，变化量最大的区段为故障区段，从而有效实现区段定位，速动性好，有较强应用前景。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种基于级联H桥控制的永久高阻故障区段定位方法，包括如下步骤：

第一步，系统发生单相接地故障后，首先根据CPS-SPWM原理生成驱动信号，使得级联H桥变流器输出三相高频交流电流；

第二步，将级联H桥变流器输出的三相高频交流电流注入每条馈线；

第三步，采集馈线中每个测量点的故障时刻前一个周期到故障后三个周期的电流；

第四步，利用FFT分解出各个频段的电流幅值，得到每个测点在注入频段的电流幅值i₁、i₂、…、i_N；

第五步，将每个区段的电流幅值与后一个区段电流幅值做差得到Δi₁、Δi₂、…、Δi_M，M＝N-1；

第六步，比较求出的Δi_i大小，变化量最大的区段为故障区段。

进一步，优选的是，级联H桥变流器输出的350Hz的三相交流电流。