[发明专利]一种基于小电流接地选线装置的配电网接地故障定位方法

摘要

本发明涉及电力系统配电网单相接地故障检测技术领域，具体涉及一种基于小电流接地选线装置的配电网接地故障定位方法，具体步骤包括（1）小电流接地选线装置采集故障时刻的母线零序电压和各条线路首端零序电流；（2）故障指示器采集故障时刻的故障电流峰值信号和零序电流信号；（3）小电流接地选线装置选出故障线路；（4）小电流接地选线装置收集故障线路上的故障指示器采集的特征信号；（5）单相接地故障定位判断；本发明能够准确定位配电网单相接地故障，小电流接地选线装置采用暂态信号特征频带选线理论，选线准确率达98%以上，可准确捕捉暂态信号，可实现故障分析和溯源，同时支持负荷在线测量、统计和分析。

主权项

一种基于小电流接地选线装置的配电网接地故障定位方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）小电流接地选线装置采集故障时刻的母线零序电压和各条线路首端零序电流；（2）故障指示器采集故障时刻的故障电流峰值信号和零序电流信号；（3）小电流接地选线装置选出故障线路：1）计算各条线路零序电流暂态高频分量，记零序电流幅值为Val(i)(j)，相位为Phas(i)(j)，其中i表示线路号，i=1,2,...,n；j表示频率次数，j=5,...,60，比较各条线路各频率次数对应的零序电流幅值Val(i)(j)，找到其中的最大值Max{Val(i)(j)}，对应的j值即为特征频率fs，各条线路的零序电流在特征频率fs下的幅值即为特征分量，记各条线路的特征分量幅值为Val(i)(fs)，特征分量的相位值为Phas(i)(fs)；2）将各条线路的特征分量幅值Val(i)(fs)按从大到小排序，并以首线路L1的特征分量的相位值Phas(1)(fs)为参考，计算其它各条线路的特征分量的相位与首线路L1的特征分量的相位的相位差，记为PH(i)，即PH(i)=Phas(i)(fs)‑Phas(1)(fs)；若，则判定对应的第i条线路与首线路L1同相，记该条线路的F(i)=1；若，则判定对应的第i条线路与首线路L1反相，记该条线路的F(i)=‑1；3）在步骤2）中所得的所有F(i)值中，如果有且仅有一条线路的F(i)值与其它线路不同，记该条线路为Lx，且其对应的特征分量幅值Val(x)(fs)满足：；则判定线路Lx为接地线路，其中k1值为整定值可靠系数，取值范围为0.7~0.9；4）提取故障线路Lx的零序电流峰值幅值Ip_line，零序电流基波幅值Val_line(1)、零序电流5次谐波幅值Val_line(5)；（4）小电流接地选线装置收集故障线路Lx上的故障指示器采集的特征信号：小电流接地选线装置向故障线路Lx上所有的故障指示器下发数据召唤指令，故障线路Lx上的故障指示器收到小电流接地选线装置下发的数据召唤指令后，从步骤（2）中采集的信号量中提取故障电流峰值信号Ip_fi(s)、零序电流信号的基波幅值Val_fi(s)(1)和零序电流信号的基波相位Pha_fi(s)(1)、零序电流5次谐波幅值Val_fi(s)(5)和零序电流5次谐波相位Pha_fi(s)(5)，s为故障线路Lx上的故障指示器的编号，从线路首端到末端依次编号，s=1,2,3…m，m为故障线路Lx上安装的故障指示器的总数；（5）单相接地故障定位判断：1）判据1：；判据1适用于中性点不接地系统和消弧线圈接地系统；其中Ip_line为故障线路Lx的零序电流峰值幅值，Ip_line为经过零序互感器传变后的二次值，Krel1为可靠系数，取值范围为0.9~1.2，Kct为故障线路Lx得零序电流互感器变比，按实际变比值整定，Ip_fi(1)为故障线路Lx上靠近母线的第一组故障指示器采集的故障电流峰值信号幅值的最大值，Ip_fi(1)为一次值；2）判据2：；判据2适用于中性点不接地系统；其中Val_fi(1)(1)为故障线路Lx上靠近母线的第一组故障指示器采集的零序电流信号的基波幅值，为一次值，Krel2为可靠系数，取值范围为0.9~1.2，Kct为故障线路Lx得零序电流互感器变比，按实际变比值整定，Val_line(1)为故障线路Lx的零序电流基波幅值；3）判据3：；判据3适用于中性点不接地系统和消弧线圈接地系统，Val_fi(1)(5)为故障线路Lx上靠近母线的第一组故障指示器采集的零序电流5次谐波幅值，为一次值；Krel3为可靠系数，取值范围为0.9~1.2，Kct为故障线路Lx得零序电流互感器变比，按实际变比值整定，Val_line(5)为故障线路Lx的零序电流5次谐波幅值；4）对于中性点不接地系统，如果满足判据1的条件，且满足判据2或判据3，则认为故障线路Lx上的故障点位于故障线路Lx上的第一组故障指示器之后，继续执行后续故障点定位；否则认为故障线路Lx上的故障点位于故障线路Lx上第一组故障指示器之前；对于消弧线圈接地系统，如果同时满足判据1和判据3的条件，则认为故障线路Lx上的故障点位于故障线路Lx上的第一组故障指示器之后，继续执行后续故障点定位；否则认为故障线路Lx上的故障点位于故障线路Lx上的第一组故障指示器之前；5）判据4：；判据4适用于中性点不接地系统，其中，为故障线路Lx上所有故障指示器采集的零序电流基波幅值中的最大值，对应的故障指示器组号为p，为故障线路Lx上所有故障指示器采集的零序电流基波幅值中的最大值对应的相位；、为故障线路Lx上第p组故障指示器后面的一组故障指示器采集的零序电流基波的幅值及对应的相位；Kset1为整定的可靠系数，取值范围为2~5；的计算公式如下：；其中m为故障线路Lx上安装的故障指示器的总数；6）判据5：；判据5适用于中性点不接地系统及消弧线圈接地系统，其中，为故障线路Lx上所有故障指示器采集的零序电流5次谐波幅值中的最大值，对应的故障指示器组号为q，为故障线路Lx上所有故障指示器采集的零序电流5次谐波幅值中的最大值对应的相位；、为故障线路Lx上第q组故障指示器后面的一组故障指示器采集的零序电流5次谐波的幅值及其对应相位；Kset2为整定的可靠系数，取值范围为2~5；的计算公式如下：；其中m为故障线路Lx上安装的故障指示器的总数；7）对于中性点不接地系统，如果满足判据4的条件或者判据5的条件，则认为故障线路Lx上的故障点位于故障线路Lx上第p组故障指示器之后；如果p≠q，则认为故障线路Lx上的故障点位于故障线路Lx上第q组故障指示器之后；如果判据4、判据5都不满足条件，则判为故障定位失败；对于消弧线圈接地系统，为了避免消弧线圈补偿电流影响，只采用判据5判断故障线路Lx上故障点位置，如果满足判据5的条件，则认为故障线路Lx上的故障点位于故障线路Lx上第q组故障指示器之后，否则判定故障定位失败。