[发明专利]基于虚拟能量的高阻接地故障选线方法及系统

说明书

本公开提供了一种基于虚拟能量的高阻接地故障选线方法，包括：获取母线零序电压和各线路零序电流，对零序电压和零序电流进行滤波；判断零序电压是否越限；若未越限，则保留当前周波电压电流数据，清除上一周波电压电流数据；若越限，则进行录波并根据零序电压和零序电流计算各线路的虚拟能量值；将计算的虚拟能量值与预设值进行比较，实现高阻接地故障线路的判断；本公开根据暂稳态故障线路对地参数瞬时变化规律和非线性电弧对其的影响，构造出表征故障前后对地参数变化的虚拟能量分量并用于高阻接地故障选线，克服了固有零序分量的干扰，检测出高故障电阻的接地故障并准确选线。

技术领域

本公开属于接地故障技术领域，尤其涉及一种基于虚拟能量的高阻接地故障选线方法及系统。

背景技术

目前基于稳态分量的选线方法一般适用于过渡电阻较低时的接地故障，此时故障的稳态分量含量大且易提取，且在经消弧线圈接地的系统中还可能由于过补偿改变稳态电流的分布，失去故障特征导致无法检测出故障。5次谐波法利用系统中5次谐波分量不受消弧线圈影响的特点提出，故障线路的5次谐波与健全线路极性相反且含量最大，但是在故障电阻超过1KΩ时5次谐波难以提取。负序分量法利用线路的负序电流的方向进行选线，但是受系统中三相不平衡的影响较大，准确性不高。也有方法利用线路零序分量计算线路能量或功率并判断其流动方向来选择故障线路，在故障电阻达数千欧姆时也有一定的效果，但是对测量设备的精度要求较高。

故障时暂态分量相较于稳态分量虽持续时间相对较短但是存在时更明显，并且其几乎不受消弧线圈的影响。在暂态分量选线算法中应用较多的有首半波法、瞬时功率法、暂态零流比幅比相、暂态能量法等。首半波法和暂态零流比幅比相利用故障线路本身在暂态过程中零序电压与零序电流的极性关系进行选线，但是这类方法所需捕捉特征量的时间较短，且受故障电阻和故障初始角的影响，可靠性不高。瞬时功率和暂态能量法利用暂态的零压零流通过积分构造得到表征能量的故障分量，分析故障线路与健全线路上的极性与大小进而区分故障，也可实现1KΩ左右的故障选线。

本公开发明人发现，现有高阻接地故障选线方法存在以下缺点：

1.传统高阻接地故障往往以线性固定电阻代替非线性过渡电阻，这类等效方法忽略了由电弧引发的非线性现象，不能够有效的应对非线性电弧的干扰，可靠性较差，需要一种适应弧光高阻接地故障解析分析的电弧模型及故障检测方法；

2.现阶段高阻接地的暂稳态的选线方法有很多，但是对于高阻接地故障的准确判断始终是一项难题，特别是谐振接地系统发生高阻故障时，暂态分量的幅值、相位、衰减特性等均受到消弧线圈的影响，故障特征和机理复杂，且暂态信号的持续时间比较短，引入电弧非线性后弧光高阻接地的等值电路分析还不完善，选线准确率较差；

3.针对配网高阻故障下电气分量小不易辨识的困难，故障判断的启动也是一大难题，需要研究新的故障启动综合判据，尽可能保证动作灵敏性与可靠性的兼顾，高阻接地故障选线算法在实际应用中可反应的过渡电阻值不高，非线性暂态等值电路理论分析仍需深入，探究故障对系统结构参数造成的瞬时或永久性改变，需要更有效且灵敏的故障检测和选线方法。

发明内容

本公开为了解决上述问题，提出了一种基于虚拟能量的高阻接地故障选线方法及系统，本公开利用故障系统对地支路造成的瞬时或永久性改变，分析暂稳态故障线路与健全线路不同的对地参数瞬时变化规律及特征，构造表征故障前后系统结构参数变化的虚拟能量分量并用于设计故障选线方法，在保证选线正确的同时，提高了检测范围和抗干扰能力。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

第一方面，本公开提供了一种基于虚拟能量的高阻接地故障选线方法，包括：

获取母线零序电压和各线路零序电流，对零序电压和零序电流进行滤波；

判断零序电压是否越限；若未越限，则保留当前周波电压电流数据，清除上一周波电压电流数据；若越限，则进行录波并根据零序电压和零序电流计算各线路的虚拟能量值；