[发明专利]一种配电网电弧接地故障区段定位方法、装置及系统

说明书

本发明公开了一种配电网电弧接地故障区段定位方法、装置及系统，首先，利用零序电流突变量确定故障时刻，分别计算故障起始时刻后第2、3、4、5个工频周期零序电流信号与其基频正弦波的四个加权欧式距离，取其中的最大值记为故障信号的加权欧式距离；在某个时刻故障信号的加权欧式距离大于设定阈值时，判定为发生了电弧故障；然后，取全部区段在电弧故障起始时刻后一个工频周期的零序电流，利用S变换对该周期零序电流进行能量谱分析，确定各区段主谐振频率，继而确定特征频段；最后，比较各区段特征频段能量值，判定能量最大区段为故障区段。本发明解决了电弧接地故障区段定位问题，有效性不受配电网接地方式、故障初相角及故障位置的影响。

技术领域

本发明属于电网故障定位技术领域，具体涉及一种配电网电弧接地故障区段定位方法、装置及系统。

背景技术

据统计，我国80％以上的停电事故是由配电网故障造成的，配电网故障主要表现为单相接地故障，单相接地故障中又以电弧接地故障最为常见。随着城市配电网规模日益复杂，电缆线路得到广泛的应用，由于电缆线路较架空线分布电容大得多，使得系统对地电容电流逐渐增加。另外，电缆在结构上存在多层绝缘、屏蔽层及铠装层的保护，除外力破坏造成电缆硬性受损外，电缆线路故障通常表现为电弧故障，此时受电容电流的影响，电弧往往难以可靠熄灭。

实际配网运行环境较差，维护困难，各类故障的发生不可避免，尤其电弧接地故障发生时，弧光的过高温度会导致绝缘破损，电弧过电压又进一步加剧绝缘的击穿，若不及时处理，单相接地故障极易衍变为两相短路甚至更严重的事故，严重威胁配电网供电的安全性和可靠性。因此快速有效地进行电弧故障区段定位显得尤为重要。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种配电网电弧接地故障区段定位方法、装置及系统，放大了故障区段与非故障区段的差异，有效性不受配电网接地方式、故障初相角及故障位置的影响，仿真结果表明所得区段定位结果具有较高的准确度。

为了实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种配电网电弧接地故障区段定位方法，包括：

零序电流采集装置获取各线路的零序电流，利用零序电流突变量确定故障时刻，计算故障起始时刻后第2、3、4、5个工频周期零序电流信号与其基频正弦波的四个加权欧式距离，取其中的最大值记为故障信号的加权欧式距离；

在某个时刻故障信号的加权欧式距离大于设定阈值时，判定发生了电弧故障；

取电弧故障起始时刻后一个工频周期的零序电流，利用S变换对该周期零序电流进行能量谱分析，确定各区段主谐振频率，继而确定各区段的特征频段；

比较各区段特征频段能量值，判定能量最大区段为故障区段。

进一步的，

(一)对零序电流信号做差分运算，差分绝对值大于所设定阈值则判定发生故障；

电流差分ΔI(k)的计算公式为：

ΔI(k)＝I(k+1)-I(k)(k＝0,1,...,n)

式中，I(k)为各区段首端测得电流信号，k为采样点数；

故障发生的判据为：

|ΔI(k)|＞I_s

式中，|ΔI(k)|为计算的电流差分绝对值，I_s为设定的阈值；

阈值I_s的获取方法：

基于仿真系统，仿真发生故障和系统扰动的情况，获得每种情况下零序电流的最大差分绝对值，取最大差分绝对值中的最小值记为I_s。