[发明专利]一种谐振接地系统高阻故障选线和区段定位方法及系统

说明书

本公开公开的一种谐振接地系统高阻故障选线和区段定位方法及系统，包括：采集线路的零序电流；根据线路的零序电流，判断线路是否为故障线路；对于故障线路，划分线路区段；采集各线路区段的区段零序电流；计算各区段零序电流的三次谐波相位；计算某一线路区段的区段零序电流的三次谐波相位与该线路上其余任意线路区段的区段零序电流的三次谐波相位之差，当差值的绝对值小于等于设定阈值时，该线路区段为故障区段。根据线路的零序电流，进行了故障选线，并根据故障线路的区段零序电流实现了故障区段定位。

技术领域

本发明涉及配电网故障定位技术领域，尤其涉及一种谐振接地系统高阻故障选线和区段定位方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

高阻故障是一种常见的配电网故障形式，占据中压配网故障事件的10％以上。通常情况下，高阻故障以单相接地故障为主，由于架空线路因雷击、大风等事件发生断线/下垂从而坠地或碰树，从而使得导线与高阻抗的接地介质发生接触。常见的高阻抗接地介质包括水泥、沙地、土壤、橡胶、沥青、和树木等，故障电阻从几百欧到几十千欧不等。在中压配网中，高阻故障的电流通常小于负荷电流，一般不超过50安培，在部分场景下甚至在1安培以内，因此配电网的传统继电保护装置基本不能检测此类故障。由于高阻抗接地介质的表面非平滑材质，并且介质内部也不是紧密填充的(除水阻)，所以高阻故障一般伴随着非线性的空气电弧击穿或固体介质击穿。高阻故障若长时间无法检测切除会带来极大的安全隐患，电弧的存在容易引发火灾并破坏设施设备，坠地的导线会对过往人员和动物的生命安全带来重大威胁。然而，高阻故障特征的微弱、不稳定性以及在不同接地介质下的多样性对故障的可靠检测和定位带来极大挑战。

当前我国配电网主要采用中性点不接地、谐振接地和小电阻接地三种。其中，谐振接地系统的单相接地故障定位(选线和区段定位) 最具挑战性。对于非高阻故障来说，相关领域的理论和应用技术已经较为成熟并取得很好的应用成效。但对于高阻故障，各类接地故障定位方法的有效性都受到了限制，一般在过渡电阻达到2kΩ以上时就很难再保证可靠性。对于目前主流的单相接地故障定位方法，高阻故障定位的难点主要表现在三个方面：

1)所采用的故障特征量随着过渡电阻的增加而衰减得过快，以至于当过渡电阻达到略高的数值时，特征量便不能够从CT、PT以及其他模数转换过程的误差中有效提出出来，典型的包括有功分量法、功率方向法等；

2)利用故障发生初始时刻的特征来实现故障定位。但高阻故障与低阻故障不同，由于高阻抗接地介质的电阻在故障发生后是一个不断发展(衰减)的过程，而故障发生初始时刻的过渡电阻有时能够达到十几千欧以上，此时故障特征基本无法被有效提取出来，典型的方法包括行波法、暂态能量法、暂态功率方向法等；

3)谐振接地系统的接地故障特征受到(区段内)线路长度、消弧线圈补偿度以及系统阻尼率的影响，对于低阻故障，这些影响可能不足以使得定位方法发生误判，但对于高阻故障来说便不能忽略。

因此，深入分析谐振接地系统高阻故障健全线路和故障线路的特征差异、故障线路的健全区段和故障区段的特征差异，以及其在系统不同运行参数下的变化规律，对解决高阻故障的保护难题具有至关重要的作用。

发明内容

本公开为了解决上述问题，提出了一种谐振接地系统高阻故障选线和区段定位方法及系统，根据线路的零序电流，进行了故障选线，并根据故障线路的区段零序电流实现了故障区段定位。

为实现上述目的，本公开采用如下技术方案：

第一方面，提出了一种谐振接地系统高阻故障选线和区段定位方法，包括：

采集线路的零序电流；

根据线路的零序电流，判断线路是否为故障线路；

对于故障线路，划分线路区段；