基于有源全補償消弧控制的相似度單相接地故障選線方法
【專利說明】基于有源全補償消弧控制的相似度單相接地故障選線方法
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于電網(wǎng)接地故障選線技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種單相接地故障選線方法，特別是一種基于有源全補償消弧控制的相似度單相接地故障選線方法。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003]配電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定、可靠運行，是保障國民經(jīng)濟發(fā)展的基礎(chǔ)，在社會生活中有著重要的地位。目前國內(nèi)配電網(wǎng)大多采用小電流接地(中性點不接地或經(jīng)消弧線圈接地)運行方式。系統(tǒng)運行過程中經(jīng)常出現(xiàn)單相接地故障。在系統(tǒng)運行時，由于單相接地故障產(chǎn)生的故障電流很小，對人的身體、電力設(shè)備以及通信的危害比較小，雖然小電流接地故障不會對電網(wǎng)供電產(chǎn)生巨大的影響，但此故障導(dǎo)致的過電壓會危害電網(wǎng)絕緣，若由此導(dǎo)致相間短路，則使得此事故擴大。傳統(tǒng)應(yīng)對方法是在中性點處接入消弧線圈產(chǎn)生感性電流，與系統(tǒng)電容電流相抵消，從而減小接地電流，以達到消弧的目的。為防止故障進一步擴大，及時并準確地判斷出故障線路具有重要意義。
[0004]目前小電流系統(tǒng)的故障檢測方法根據(jù)使用信號的方式不同可以分成主動式和被動式兩種檢測方式。主動式的檢測方法是將規(guī)定的信號注入到電網(wǎng)中，此方法容易對補償后的穩(wěn)定系統(tǒng)產(chǎn)生一定干擾，影響接地電流甚至導(dǎo)致重新燃弧。而被動式的是基于故障發(fā)生后產(chǎn)生的電壓、電流信號。從現(xiàn)在具體的應(yīng)用情況來看，使用被動檢測方式占絕大多數(shù)，近年來，隨著電纜線路的大量使用，很多1kv和6kV電網(wǎng)逐漸改造為消弧線圈接地方式。消弧線圈接地故障選線可用的特征量較少，而且每種故障特征都不是很可靠，并且有些另外注入信號選線方法會對已經(jīng)補償穩(wěn)定的系統(tǒng)產(chǎn)生一定的擾動，影響接地電流甚至導(dǎo)致重新燃弧。
[0005]

【發(fā)明內(nèi)容】

針對上述【背景技術(shù)】的不足，本發(fā)明提供了一種基于有源全補償消弧控制裝置的相似度單相接地故障選線方法。
[0006]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種基于有源全補償消弧控制的相似度單相接地故障選線方法，應(yīng)用于有源全補償消弧線圈的系統(tǒng)中；其特征在于:小電流接地系統(tǒng)中，使用有源全補償消弧控制裝置代替消弧線圈補償裝置；當單相接地故障發(fā)生后，在補償階段線路零序電流存在明顯特征，所述的明顯特征是非故障線路零序電流大小和方向均沒有變化，而故障線路的幅值、相位均會發(fā)生變化；在補償階段，對各條線路零序電流波形進行兩兩相似度分析，得到一個相似度系數(shù)矩陣，將系數(shù)矩陣每一行求和，得到一系列綜合相似系數(shù)值，則最小綜合相似度系數(shù)所對應(yīng)的線路為故障線路。
[0007]作為優(yōu)選，所述的補償裝置由直流側(cè)供電電源、單相全橋逆變器、輸出電感組成，采用PWM控制。
[0008]作為優(yōu)選，所述的在補償階段對各條線路零序電流波形進行兩兩相似度分析，其具體實現(xiàn)過程為:設(shè)投入補償?shù)臅r間為t，分別采集t之前的1/8個周波的零序電流分量和t之后1/8個周期的零序電流分量，即總共采集補償階段的1/4個周期的零序電流波形進行相似度判斷；這種補償選線方法較傳統(tǒng)消弧線圈選線方法更加準確，快速，且實現(xiàn)了補償和選線的統(tǒng)一。
[0009]本發(fā)明的特征是:
(1)補償裝置是有源全補償消弧控制裝置代替?zhèn)鹘y(tǒng)消弧線圈，在實際系統(tǒng)中所占體積比消弧線圈要小很多。采用PWM控制，準確跟蹤系統(tǒng)容性電流，既能跟蹤容性電流大小也能跟蹤相位，補償響應(yīng)時間快；
(2)相似度選線方法，是在補償階段使用，提取電流信號特征分量更加方便，方法更加精確，不會對系統(tǒng)產(chǎn)生干擾；
(3)基于此裝置的選線方法能滿足小電流接地系統(tǒng)單相接地故障補償選線同時進行。
[0010]本發(fā)明達到了系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時補償消弧目的并保證了其快速性，也在補償?shù)耐瑫r實現(xiàn)了故障選線的快速性，準確性，避免的其他信號對系統(tǒng)的干擾。
[0011]
【附圖說明】
[0012]附圖1:本發(fā)明實施例的配電網(wǎng)單相接地故障系統(tǒng)簡化零序網(wǎng)絡(luò)圖。
[0013]
【具體實施方式】
[0014]為了便于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解和實施本發(fā)明，下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步的詳細描述，應(yīng)當理解，此處所描述的實施示例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0015]小電流接地單相接地短路故障系統(tǒng)包括電源，線路，負載，和補償裝置，發(fā)生短路故障時，其各條線路零序電流其簡化網(wǎng)絡(luò)圖如圖1。
[0016]本發(fā)明在小電流接地系統(tǒng)中，使用有源全補償消弧控制裝置代替消弧線圈補償裝置；小電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，在系統(tǒng)中性點處接入有源全補償消弧控制裝置代替?zhèn)鹘y(tǒng)的消弧線圈補償裝置進行完全補償。在補償階段線路零序電流存在明顯特征:非故障線路零序電流大小和方向均沒有變化，而故障線路的幅值、相位均會發(fā)生變化。因此，利用補償階段故障線路與非故障線路零序電流波形相似度的巨大差異，可實現(xiàn)故障選線。
[0017]小電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障后，針對不同故障情況使用本發(fā)明方法，包括不同接地電阻，不同故障位置，不同補償度，不同故障合閘度。
[0018]本發(fā)明提供的一種基于有源全補償消弧控制的相似度單相接地故障選線方法，包括以下步驟:
第一步:故障發(fā)生后6ms時刻進行補償，設(shè)投入補償?shù)臅r間為t，分別采集t之前的1/8個周波和t之后1/8個周波的零序電流分量，即總共采集補償階段1/4個周波的零序電流分量，
第二步:求出任意兩條線路P、q零序電流的互相關(guān)系數(shù)。對各條線路零序電流進行相似度判別，得出相似度矩陣。
[0019]第三步:將相似度矩陣每一行求和，判斷出最小值，其所對應(yīng)的線路就是故障線路。
[0020]本實施例的補償裝置由直流側(cè)供電電源、單相全橋逆變器、輸出電感組成，采用PWM控制。
[0021]本發(fā)明將有源全補償消弧線圈代替?zhèn)鹘y(tǒng)消弧線圈，采用PWM變換器控制，大大提高了系統(tǒng)容性電流的跟蹤精度，容性電流的大小相位均能準確跟蹤，起到很好的補償效果同時補償時間控制把握好，是補償同時利用相似度方法進行選線更加方便。另外相似度選線方法避免了消弧線圈系統(tǒng)選線方法在各種故障情況下不準確的缺點，同時也避免了使用其他信號注入選線對系統(tǒng)干擾大的缺點。
[0022]應(yīng)當理解的是，本說明書未詳細闡述的部分均屬于現(xiàn)有技術(shù)。
[0023]應(yīng)當理解的是，上述針對較佳實施例的描述較為詳細，并不能因此而認為是對本發(fā)明專利保護范圍的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明權(quán)利要求所保護的范圍情況下，還可以做出替換或變形，均落入本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)，本發(fā)明的請求保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準。
【主權(quán)項】
1.一種基于有源全補償消弧控制的相似度單相接地故障選線方法，應(yīng)用于有源全補償消弧線圈的系統(tǒng)中；其特征在于:小電流接地系統(tǒng)中，使用有源全補償消弧控制裝置代替消弧線圈補償裝置；當單相接地故障發(fā)生后，在補償階段線路零序電流存在明顯特征，所述的明顯特征是非故障線路零序電流大小和方向均沒有變化，而故障線路的幅值、相位均會發(fā)生變化；在補償階段，對各條線路零序電流波形進行兩兩相似度分析，得到一個相似度系數(shù)矩陣，將系數(shù)矩陣每一行求和，得到一系列綜合相似系數(shù)值，則最小綜合相似度系數(shù)所對應(yīng)的線路為故障線路。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于有源全補償消弧控制的相似度單相接地故障選線方法，其特征在于:所述的補償裝置由直流側(cè)供電電源、單相全橋逆變器、輸出電感組成，采用PWM控制。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于有源全補償消弧控制的相似度單相接地故障選線方法，其特征在于:所述的在補償階段對各條線路零序電流波形進行兩兩相似度分析，其具體實現(xiàn)過程為:設(shè)投入補償?shù)臅r間為t，分別采集t之前的1/8個周波的零序電流分量和t之后1/8個周期的零序電流分量，即總共采集補償階段的1/4個周期的零序電流波形進行相似度判斷。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于有源全補償消弧控制的相似度單相接地故障選線方法，本發(fā)明在小電流接地系統(tǒng)中，使用有源全補償消弧控制裝置代替消弧線圈補償裝置；當單相接地故障發(fā)生后，在補償階段線路零序電流存在明顯特征：非故障線路零序電流大小和方向均沒有變化，而故障線路的幅值、相位均會發(fā)生變化；在補償階段，對各條線路零序電流波形進行兩兩相似度分析，得到一個相似度系數(shù)矩陣，將系數(shù)矩陣每一行求和，得到一系列綜合相似系數(shù)值，則最小綜合相似度系數(shù)所對應(yīng)的線路為故障線路。本發(fā)明達到了系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時補償消弧目的并保證了其快速性，也在補償?shù)耐瑫r實現(xiàn)了故障選線的快速性，準確性，避免其它信號對系統(tǒng)的干擾。
【IPC分類】G01R31/08
【公開號】CN104898029
【申請?zhí)枴緾N201510356352
【發(fā)明人】張 杰, 郭曉霞, 黎良杰, 金曉明
【申請人】湖北工業(yè)大學
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年6月25日