專利名稱：基于零序暫態(tài)電荷的諧振接地系統(tǒng)單相接地故障選線方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)中一種基于零序暫態(tài)電荷的諧振接地系統(tǒng)單相接地故障選線方法。
背景技術(shù)：
目前，采用消弧線圈的諧振接地系統(tǒng)由于線路發(fā)生單相接地故障后，故障電流受到消弧線圈的補(bǔ)償而變小，所以能夠自行熄滅接地電?。煌瑫r(shí)諧振接地系統(tǒng)由于單相接地故障后仍然保持線電壓三相對稱，不影響對負(fù)荷的供電能力，因此允許帶電運(yùn)行1-2小時(shí)。 但是隨著配電網(wǎng)的發(fā)展，母線饋線逐年增多以及線路中電纜的使用，使得短路電容電流增大，長時(shí)間運(yùn)行容易產(chǎn)生多點(diǎn)接地故障，所以必須在有限的運(yùn)行時(shí)間內(nèi)快速準(zhǔn)確地判斷出故障饋線，為進(jìn)一步故障的精確定位和故障排除提供依據(jù)。針對配電網(wǎng)諧振接地系統(tǒng)的故障選線，工頻量雖然能量大但受到消弧線圈的補(bǔ)償，基波分量幅值和方向都會產(chǎn)生較大變化，基于此原因，分析故障后產(chǎn)生的暫態(tài)量，實(shí)現(xiàn)以暫態(tài)信息為判據(jù)的選線方法逐步成為研究和實(shí)用化的熱點(diǎn)。但配電網(wǎng)中高阻接地故障一直是選線的難點(diǎn)，因?yàn)榻拥仉娮柽^大，故障后暫態(tài)量的幅值非常小，對諧振接地系統(tǒng)故障后準(zhǔn)確選線造成極大困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有配電網(wǎng)諧振接地系統(tǒng)故障選線的不足之處，提出一種基于零序暫態(tài)電荷的諧振接地系統(tǒng)單相接地故障選線方法，該選線方法的選線靈敏度高、速度快，能為進(jìn)一步的故障精確定位和故障排除提供更準(zhǔn)確可靠的依據(jù)。本發(fā)明為解決其技術(shù)問題，所采用的技術(shù)方案是一種基于零序暫態(tài)電荷的諧振接地系統(tǒng)單相接地故障選線方法，其步驟為A、采集配電網(wǎng)各條饋線母線端的三相電流信號和三相電壓信號，選取單相接地故障后各條饋線的第一個(gè)半周期或全周期的三相電流信號和三相電壓信號的采樣數(shù)據(jù)作為選線元件的輸入量；B、對選取的選線元件的輸入量進(jìn)行解耦，分別得到各條饋線的零序電流分量和零序電壓分量；C、濾除各條饋線零序電流和零序電壓中的50Hz工頻分量，得到相應(yīng)的零序暫態(tài)電流和零序暫態(tài)電壓，并根據(jù)各條饋線的零序暫態(tài)電流求出選定的第一個(gè)半周期或全周期時(shí)間內(nèi)累積在饋線上的零序暫態(tài)電荷量；D、建立各條饋線零序暫態(tài)電荷量與零序暫態(tài)電壓的對應(yīng)關(guān)系，算出各條饋線的暫態(tài)零序電壓與零序暫態(tài)電荷量的相關(guān)系數(shù)，相關(guān)系數(shù)最小的饋線判定為故障饋線。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是一、本發(fā)明通過從半個(gè)或一個(gè)周期內(nèi)累積的暫態(tài)電荷量在各饋線的分布和各饋線暫態(tài)電壓變化的相對關(guān)系，由于利用的暫態(tài)信息量是累積，提高了對微弱信號的識別能力，克服了高阻接地故障導(dǎo)致暫態(tài)電流信息過小的缺點(diǎn)，解決了在高阻接地情況下暫態(tài)電氣量極度微弱所導(dǎo)致選線不準(zhǔn)的問題，提高了諧振接地系統(tǒng)高阻接地選線的靈敏度和準(zhǔn)確度。二、諧振接地系統(tǒng)中發(fā)生單相接地故障會同時(shí)產(chǎn)生兩個(gè)暫態(tài)過程。一個(gè)是故障相電壓突然降低而引起的放電電容電流，另一個(gè)是非故障相電壓突然升高引起的充電電容電流。放電電容電流通過母線而流向故障點(diǎn)，直接經(jīng)故障相線路對地電容與地構(gòu)成流通回路， 而充電電容電流則通過變壓器然后經(jīng)非故障相線路對地電容與地構(gòu)成通路。本發(fā)明通過求取兩個(gè)暫態(tài)充放電過程在第一個(gè)半周期或全周期中累積的總電荷量與對應(yīng)暫態(tài)電壓的分布關(guān)系，考察不同饋線兩者的相關(guān)系數(shù)值，該相關(guān)系數(shù)值越接近1，反映了該饋線負(fù)載穩(wěn)定、 干擾小；相反該相關(guān)系數(shù)值越小于1，說明其負(fù)載發(fā)生了突變或受到了干擾；因此，發(fā)生故障后相關(guān)系數(shù)值最小的饋線可判定為故障線路。它不用直接識別暫態(tài)電流的方向和大小， 選線判據(jù)簡單易行，方便現(xiàn)場操作。三、由于累積的暫態(tài)電荷量是諧振接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)自身產(chǎn)生的充放電暫態(tài)過程形成，不受系統(tǒng)中性點(diǎn)補(bǔ)償程度的影響，也使其選線準(zhǔn)確、可靠；且只需要采集母線側(cè)各條饋線的三相電流量和電壓量，對設(shè)備要求不高，同樣，提高了方法的可靠性。四、本發(fā)明只需要采集單相接地時(shí)電容充放電過程的暫態(tài)量，通常為幾百到幾千赫茲之間，所以采樣頻率范圍在IOkHz 20kHz即可，對采樣設(shè)備無特殊要求，方便實(shí)施。上述的C步中，根據(jù)各條饋線的零序暫態(tài)電流求出選定的第一個(gè)半周期或全周期時(shí)間內(nèi)累積在饋線上的零序暫態(tài)電荷量的具體做法是；由以下離散積分式得出發(fā)生單相故障始第i個(gè)采樣間隔的時(shí)間內(nèi)累積的電荷量
權(quán)利要求
1.一種基于零序暫態(tài)電荷的諧振接地系統(tǒng)單相接地故障選線方法，其步驟為A、采集配電網(wǎng)各條饋線母線端的三相電流信號和三相電壓信號，選取單相接地故障后各條饋線的第一個(gè)半周期或全周期的三相電流信號和三相電壓信號的采樣數(shù)據(jù)作為選線元件的輸入量；B、對選取的選線元件的輸入量進(jìn)行解耦，分別得到各條饋線的零序電流分量和零序電壓分量;C、濾除各條饋線零序電流和零序電壓中的50Hz工頻分量，得到相應(yīng)的零序暫態(tài)電流和零序暫態(tài)電壓，并根據(jù)各條饋線的零序暫態(tài)電流求出選定的第一個(gè)半周期或全周期時(shí)間內(nèi)累積在各條饋線上的零序暫態(tài)電荷量；D、建立各條饋線零序暫態(tài)電荷量與零序暫態(tài)電壓的對應(yīng)關(guān)系，算出各條饋線的暫態(tài)零序電壓與零序暫態(tài)電荷量的相關(guān)系數(shù)，相關(guān)系數(shù)最小的饋線判定為故障饋線。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于零序暫態(tài)電荷的諧振接地系統(tǒng)單相接地故障選線方法， 其特征在于所述的C步中，根據(jù)各條饋線的零序暫態(tài)電流求出選定的第一個(gè)半周期或全周期時(shí)間內(nèi)累積在各條饋線上的零序暫態(tài)電荷量的具體做法是由以下離散積分式得出發(fā)生單相接地故障始第i個(gè)采樣間隔的時(shí)間內(nèi)累積的電荷量H+^X(OC)XA,式中，仏為第η條饋線的第i個(gè)采樣間隔采集的零序暫態(tài)電流，At為采樣間隔的時(shí)間； 當(dāng)Z=^T/Δ 或i = T/At時(shí)，T為三相電的周期，算出的電荷量" 即為第一個(gè)半周期或全周期時(shí)間內(nèi)累積在第η條饋線上的零序暫態(tài)電荷量β；；。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于零序暫態(tài)電荷的諧振接地系統(tǒng)單相接地故障選線方法，其步驟主要為采集配電網(wǎng)饋線母線的三相電流信號和電壓信號，作為選線元件的輸入量；通過解耦計(jì)算，得到各條饋線的零序電流和零序電壓并濾除對應(yīng)電氣量中的工頻分量；根據(jù)饋線零序暫態(tài)電流求取故障暫態(tài)過程中累積的零序暫態(tài)電荷量；通過比較所得饋線零序暫態(tài)電壓與零序暫態(tài)電荷量的相關(guān)系數(shù)值，判定相關(guān)系數(shù)最小的饋線為故障饋線，完成故障饋線的識別。本發(fā)明在各種故障條件下均能可靠識別故障饋線，仿真結(jié)果表明其在各種運(yùn)行工況條件下均有很高的靈敏度和可靠性，且抗干擾性較好，對設(shè)備無特殊要求，易于實(shí)現(xiàn)諧振接地系統(tǒng)的快速故障診斷。
文檔編號G01R31/08GK102590703SQ201210036898
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月18日
發(fā)明者何正友, 張姝, 林圣 , 王玘 申請人:西南交通大學(xué)