基于泄放能量函數(shù)的配網(wǎng)線路故障區(qū)段定位方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及配電網(wǎng)線路故障診斷方法，具體是一種基于泄放能量函數(shù)的配網(wǎng)線路 故障區(qū)段定位方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 據(jù)統(tǒng)計，電力系統(tǒng)在運行過程中，由配網(wǎng)故障造成的停電事故約占總停電事故的 95%以上，其中70%的事故由單相接地故障或母線故障引發(fā)。而國內(nèi)外配網(wǎng)中性點廣泛采 用非有效接地（小電流接地）方式，以避免發(fā)生單相接地故障時引起供電中斷。對于配網(wǎng) 的單相接地故障，由于故障特征量微弱，一直缺乏可靠的故障選線和定位方法。隨著人們對 配網(wǎng)自動化水平要求的提高，更加迫切需要從根本上解決配網(wǎng)的故障定位問題。
[0003] 目前國內(nèi)外學(xué)者提出的故障定位方法大致分為兩類：一是注入信號法，二是基于 故障特征量的區(qū)段定位。注入信號法包括"S"注入法、交直流綜合注入法和并聯(lián)中電阻法， 該類方法增大了對系統(tǒng)的干擾，且不能檢測瞬時性和間歇性接地故障?；诠收咸卣髁康?區(qū)段定位包括零模電流比較法、區(qū)段零序?qū)Ъ{法、零序無功功率方向法、基于相電流突變量 的定位、殘留增量法、行波法等，該類方法存在特征量獲取困難、信號精確同步困難等關(guān)鍵 性問題，且部分方法在高阻接地時可靠性極低。
[0004] 目前定位方法均只利用故障發(fā)生后的數(shù)據(jù)，而忽略了對故障前信息的利用。同時， 大多數(shù)定位方法只考慮零序電流?目息（需要二相?目息），對互感器要求尚，?目息獲取復(fù)雜， 且這些方法在數(shù)據(jù)缺相的情況下將會失效。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種基于泄放能量函數(shù)的配 網(wǎng)線路故障區(qū)段定位方法。
[0006] 本發(fā)明的原理：
[0007] 在連續(xù)時間域內(nèi)，區(qū)段瞬時功率定義為
[0008] ΔρΑ(?) = p1A(t)-p2A(t) =u1A(t) · i1A(t)-u2A(t) · i2A(t)
[0009] 式中，UkA(t)、ikA(t)分別為檢測點k(k = 1、2)處故障相相電壓和相電流。定義泄 放能量函數(shù)
[0010] ￡,,(/)-f' Apt(T)Clr
[0011] 式中，T為一個工頻周期（0· 02s)。
[0012] 令 Au(t) = u1A(t)+u2A(t)，Δ i (t) = i1A(t)+i2A(t)，則
[0013] ΔρΑ(?) = u2A(t) · Δ i (t)+i2A(t) · Au(t) + Au(t) · Δ i (t) (I)
[0014] 式中，第三項相對于前兩項為高階無窮小，可忽略不計。
[0015] 1)對于非故障區(qū)段（圖1)，Ai(t)為區(qū)段對地電容電流。下面分析式⑴前兩 項的數(shù)量級大小。
[0016] 區(qū)段兩端電流差的幅值I^l = + 7，其中b為線路Ikm的電納，數(shù)量級約為 10'因此區(qū)段兩端電流差幅值的數(shù)量級約為l(T5(kA)。
[0017] 由于潮流計算的對象是三相對稱運行的線路，分析過程中將三相簡化為一相，因 此該部分理論對單相線路同樣適用。設(shè)U 2a的相角為0°，區(qū)段兩端電壓差可根據(jù)潮流計算 相關(guān)理論計算得出
【主權(quán)項】
1. 一種基于泄放能量函數(shù)的配電網(wǎng)線路故障區(qū)段定位方法，其特征在于，所述方法包 括以下步驟： 步驟S1，根據(jù)各檢測點測量到的相電壓電流數(shù)據(jù)，計算正常運行情況下的各泄放能量 函數(shù)直流分量E6l，_al; 步驟S2,確定故障相和故障時刻tf; 步驟S3,首先，選取檢測裝置[tf，tf+0. 04s]區(qū)間內(nèi)共2N個點的故障相電壓、相電流波 形數(shù)據(jù)，計算各泄放能量函數(shù)Eel (k)，k= 0, 1，…，N，公式如下：
式中：uM(n)和iM(n)為檢測點j測量到的故障相電壓和故障相電流采樣序列，N為一 個工頻周期數(shù)據(jù)點，k= 0, 1，...j,...N，k表示一周期內(nèi)數(shù)列下標(biāo)； 然后，求泄放能量函數(shù)最大值Eel，max=max{Eel(k)}; 步驟S4,根據(jù)泄放能量增大倍數(shù)判斷各區(qū)段是否為故障區(qū)段，即當(dāng)泄放能量增大倍數(shù)Eel，_/Eel，_al>Ksrt，則判斷為故障區(qū)段，反之則為非故障區(qū)段； 步驟S5,根據(jù)各檢測點分布，遍歷直到找出故障區(qū)段為止。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的配電網(wǎng)線路故障定位方法，其特征在于，所述步驟S2包括： 當(dāng)檢測到接地故障的發(fā)生后，根據(jù)相電壓變化規(guī)律，選出故障相即接地相，根據(jù)相電壓 突變時刻或消弧裝置功率突變時刻確定故障時刻tf。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的配電網(wǎng)線路故障定位方法，其特征在于所述步驟S4中Ksrt為 人為設(shè)置的動作閾值，取1~3。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于泄放能量函數(shù)的配網(wǎng)線路故障區(qū)段定位方法，對于非故障區(qū)段，其泄放能量在正常運行及故障發(fā)生過程中幾乎保持不變，且數(shù)值為一極小的正數(shù)；對于故障區(qū)段，泄放能量函數(shù)直流分量變化趨勢為先增后減，且在故障發(fā)生至消弧線圈動作且輸出穩(wěn)定補(bǔ)償電流時段內(nèi)達(dá)到最大值；因此根據(jù)泄放能量在故障發(fā)生后的增大倍數(shù)可判斷故障區(qū)段，實現(xiàn)故障定位。本發(fā)明利用故障發(fā)生及消弧裝置動作全過程的波形數(shù)據(jù)，避免采用零序電流，可很好解決目前普遍存在的小電流接地系統(tǒng)單相接地故障時故障電流微弱、可靠性差、靈敏度低的問題，同時不會對系統(tǒng)引入干擾。
【IPC分類】G01R31-08
【公開號】CN104808111
【申請?zhí)枴緾N201510210537
【發(fā)明人】李廣林, 刁慕檁
【申請人】上海載物能源科技有限公司
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年4月28日