[发明专利]一种基于感应电的快速判断高压母线短路故障的方法

说明书

本发明提供了一种基于感应电的快速判断高压母线短路故障的方法，本发明的技术方案包括数据提取，提取基于FCM聚类的母线感应电故障聚类特征量，搭建母线感应电压计算模型，基于FCM聚类的母线故障判断和结论输出；本发明可以在设备(停电母线及其附属的断路器、引接线、电流互感器、电压互感器、避雷器等电气设备)故障后，通过感应电压和感应电流感知判断设备的故障情况，不用实施断开刀闸、放电等措施，实现了无接触测量，大大减少了测量工作量及测量时间，确保了检测人员人身安全；同时，故障后检测判断时间可达分钟级，大幅提高了运行人员对设备状态的感知能力，为母线故障后实现快速恢复送电提供了技术手段，确保了电网的安全运行。

技术领域

本发明涉及电力系统领域，具体地说，涉及一种基于感应电的快速判断高压母线短路故障的方法。

背景技术

当前高压母线及其附属的断路器(开关)、电流互感器(CT)、电压互感器(PT)、避雷器等电气设备内部故障后，大多数的故障诊断方法都是利用开关量的告警信息进行诊断，但是保护系统和开关设备经常发生拒动和误动，会干扰诊断结果，常常造成诊断错误。

如利用传统的母线故障检测方法，不但保护系统和开关设备发生拒动和误动会造成故障诊断错误，而且并行的多回母线，受静电感应和电磁感应的影响，停电母线上依然有几千、几十千伏的感应电压，因此检修人员在使用检测设备时存在很大安全隐患，同时还要做好放电、接地等防护工作，而大的感应电流会对接地开关的操作带来相当不利的影响，而且容易出现带接地点合闸的情况，对操作人员生命安全产生严重威胁。另一方面，上述检测方法受限于被测设备状态与环境因素，有时检测的相关数据误差较大，且由于检测方式复杂，工作量大，无法快速检测母线及其附属电气设备故障情况。

对停电母线，在合闸时若能对母线短路故障(带接地点)情况作出快速的判别，这对母线快速恢复运行从而保障电力供应、确保设备在绝缘正常的情况下送电从而保障设备安全都有重要意义。

发明内容

本发明基于前人的研究，提出了一种基于感应电的快速判断高压母线短路故障的方法，以解决现有问题中的不足。所述判断方法包括如下步骤：

步骤1)：数据提取；利用计算机上的采集程序，从调度控制系统的采集WAMS数据中获取特征电气量的实时参数，并将获取的数值存储至数据库中；

步骤2)：提取基于FCM聚类的母线感应电故障聚类特征量，包括感应电压和感应电流；

步骤3)：搭建母线感应电压计算模型；模型不仅包括母线模型，还包括母线上其他对感应电压影响较大的设备模型，包括断路器、引接线对地电容、电压互感器、电流互感器；模型中停电母线在无短路故障情况下的感应电压计算公式为：

式中，U_A：运行母线A相电压，

U_a：停运母线a相感应电压，

C_Aa：运行母线A相、停运母线a相之间的耦合电容，

C_a：停运母线a相对地电容，

CF₁～CF_n：断路器1～断路器n的断口电容，

C₁～C_n：断路器1～断路器n的引接线对地电容，

PT：电压互感器对地电容，

CT：电流互感器对地电容；

步骤4)：基于FCM聚类的母线故障判断；并行的双回母线一回停电检修后，基于感应电压和感应电流的2个聚类特征，构建FCM多维特征聚类分析，从而实现母线故障判别，提高算法的容错性；