[发明专利]直流配电网单极接地故障方向判断方法及其判断系统

说明书

本发明公开了一种直流配电网单极接地故障方向判断方法及其系统，若为正极接地故障时，自故障时刻起随机进行采样，提取每次采样的正极电流故障分量的正半波和负半波，在每次采样后计算正半波积分值A_p1k和负半波积分值A_p2k，若对于连续M次采样均满足A_p1k≥A_p2k，则判定为正极正向接地故障，若对于连续M次采样均满足A_p1kA_p2k，则判定为正极反向接地故障；若为负极接地故障时，在每次采样后计算正半波积分值A_n1k和负半波积分值A_n2k，若对于连续M次采样均满足A_n1k≤A_n2k，则判定为负极正向接地故障，若对于连续M次采样均满足A_n1kA_n2k，则判定为负极反向接地故障。本方案满足直流配电网多分支、短馈线、无边界元件结构下的继电保护的应用要求，保证直流配电网的安全可靠运行。

技术领域

本发明属于电力系统技术领域，更具体地，涉及一种直流配电网单极接地故障方向判断方法及其判断系统。

背景技术

随着城市负荷密度和直流负荷占比的增长，直流配电网因其运行调控灵活、传输容量大、直流负荷匹配性能好等优势而得到推广应用。故障方向判断是直流配电网继电保护的基础。然而，相较于高压直流输电网，直流配电网具有馈线短、分支多、无边界元件等结构特点，且其单极接地故障特征微弱，故障检测和故障方向判断存在较大难度。

目前虽然针对直流配电网单极接地故障检测及保护开展了相关研究工作，例如借助边界元杰实现故障方向判别，或利用故障波进行故障方向判别。但仍然存在一些问题，集中表现为：(1)借助边界元件实现故障方向判别，但直流配电网多馈线分支不具备边界元件，无法对于馈线分支的故障方向进行判别；(2)利用故障行波进行故障方向判断及定位，但是直流配电网短馈线应用场合下行波特征并不明显，判断结果容易产生错误。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种直流配电网单极接地故障方向判断方法及其判断系统，其目的在于充分利用直流配电网单极接地故障电流的暂态分量特征进行故障方向判断，满足直流配电网多分支、短馈线、无边界元件结构下的继电保护的应用要求，保证直流配电网的安全可靠运行。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种直流配电网单极接地故障方向判断方法，其包括：

获取线路保护安装处的信号；

根据所述信号，在确定出发生故障时，记录故障发生时刻；以及识别故障类型，若所述故障类型为正极接地故障，自故障时刻起随机进行采样；

提取每次采样的正极电流故障分量的正半波Δi_dcp1(k)＝Δi_dcp(k)+|Δi_dcp(k)|和负半波Δi_dcp2(k)＝|Δi_dcp(k)-|Δi_dcp(k)||，其中，k为采样序号，Δi_dcp(k)为第k次采样所提取的正极电流故障分量；

在每次采样后计算正半波积分值和负半波积分值，第k次采样对应的正半波积分值A_p1k为前k次采样的正半波之和，第k次采样对应的负半波积分值A_p2k为前k次采样的负半波之和；逐点比较正半波积分值A_p1k和负半波积分值A_p2k，若对于连续M次采样均满足A_p1k≥A_p2k，则判定为正极正向接地故障，若对于连续M次采样均满足A_p1kA_p2k，则判定为正极反向接地故障，M≥2。