[发明专利]一种配电网接地故障选线保护方法及装置

说明书

本申请公开了一种配电网接地故障选线保护方法及装置，所述装置包括高频电压监测传感器、高频零序电流传感器和选线模块，通过实时监测系统母线三相电压、零序电压及线路零序电流，以系统电压信号高频信号特征判定接地故障及接地故障相，并根据系统零序电流及故障相电压高频信号极性特征判断故障线路。一方面，本申请克服了以工频电压幅值、相位特征进行故障判别及判相的传统方法难以判别高阻接地故障的问题；另一方面，本申请解决了当前采用工频电压、工频电流进行选线时选线准确率低。本申请提供的故障判别及选线方法，在高阻接地故障、间歇性接地故障等情况下，仍能够准确选线。

技术领域

本申请涉及故障诊断技术领域，尤其涉及一种配电网接地故障选线保护方法及装置。

背景技术

国内的配电网通常采用中性点非有效接地的运行方式，配电网接地故障占总故障的80％以上，接地故障如不能及时处理，将引起相间故障，甚至引发多重故障。传统方法采用线路工频零序电压和零序电流相位及幅值特征存在选线误判的问题，尤其对于高阻接地故障，因故障电流小、电弧的直流分量易引起CT饱和等因素，现有技术应用在检测电阻较高的小电流接地故障时存在一定的误差。

申请号CN202010220325.6公开了一种基于梯度提升树算法的配电网单相接地故障选线方法，通过将故障后线路零序电流采样值进行数据处理，得到每条线路归一化后的零序电流采样值数据，然后将每条线路的电流数据分别作为梯度提升树模型的输入，将梯度提升树模型的输出最大值对应的线路选为故障线路，最终实现选线。该方法利用工频零序电流选线，但当零序电流中含有较强直流分量时由于电流互感器饱和引起波形畸变而容易带来选线失效问题。

申请号CN201910840780.3公开了一种小电流接地故障选线方法，采用小波包变换和傅里叶变换对零序电流信号进行特征参数提取，运用模糊自修正算法优化支持向量机模型，进行多判据融合，完成接地故障选线。但该方法利用小波分析进行选线，具有一定的适用性，但是容易受小波基函数及分解尺度等因素的影响。

文献《馈电开关用电弧性单相接地保护方法的研究》提出了一种基于稳态零序电压和暂态零序电流首半波积分的馈电开关用电弧性接地保护新方法，该方法用工频零序电压和暂态零序电流在暂态首半波是否为同向来判断故障线路，但实际工况下，高阻接地和间歇性接地等故障时工频零序电压存在变化很小而检测不到的情况。

对于配电网单相接地故障时，由于故障电流特征微弱，电弧不稳定等原因，选线问题一直是困扰电力工作者的难题。现有选线的方法主要包括稳态信号法、注入法及暂态信号法。但是，稳态信号法存在问题是故障电流微弱，容易受电弧不稳定性的影响，因此测得的信号可靠性不高，容易产生误判。人工注入法在现场实际应用中有一定的效果，但不能检测瞬时性和间歇性故障，且需要增加信号注入设备，投资大。暂态信号法，是从不同角度对暂态信号的幅值和相位进行比较来确定故障线路，很难解决经高阻接地及故障角较小时选线效果不佳的问题。

现在配电网单相接地故障选线结果的准确性始终不高，现有选线方法在高阻接地、间歇性接地故障工况下易发生误判。

发明内容

本申请提供了一种配电网接地故障选线保护方法，以解决现在配电网单相接地故障选线结果的准确性始终不高，现有选线方法在高阻接地、间歇性接地故障工况下易发生误判的问题。

一方面，本申请提供一种配电网接地故障选线保护方法，包括：

实时检测系统的三相电压、零序电压的高频信号幅值；

将三相电压高频信号幅值以及零序电压高频信号幅值与预设阈值进行比较，判断系统是否发生单相接地故障；其中，预设阈值包括第一预设阈值以及第二预设阈值；

如果系统发生接地故障，当三相电压的某一相电压高频信号与零序电压高频信号同相位，三相电压其余两相电压高频信号同相位，且与零序电压高频信号相差在内，判定电压高频信号与零序电压高频信号同相位的一相为接地故障相；