專利名稱：基于暫態(tài)無功功率方向的小電流接地故障定位方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種小電流接地故障定位方法，特別是一種基于暫態(tài)無功功率方向的小電流接地故障定位方法，適用于中性點(diǎn)非有效接地電網(wǎng)的單相接地故障暫態(tài)定位方法。
背景技術(shù)：
配電網(wǎng)密布城鄉(xiāng)及山區(qū)，終年處于戶外，經(jīng)受風(fēng)雨冰霜、雷電及日益嚴(yán)酷的環(huán)境污染等惡劣環(huán)境影響，加上不可預(yù)測(cè)的人為因素，發(fā)生故障的概率很高，尤其是架空線路。目前我國配電網(wǎng)多采用中性點(diǎn)不接地和經(jīng)消弧線圈接地的運(yùn)行方式，發(fā)生接地故障后，利用現(xiàn)有的選線裝置可以選出故障線路，但是由于配電網(wǎng)采用輻射狀網(wǎng)絡(luò)，線路較長、分支眾多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，即使確定了故障出線也很難查找故障點(diǎn)。對(duì)于小電流接地故障的檢測(cè)，信號(hào)注入法在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中有一定的效果，當(dāng)發(fā)生永久性接地故障后，安裝在變電站的信號(hào)發(fā)生裝置利用暫時(shí)閑置的電壓互感器向系統(tǒng)注入一定頻率的交流電流信號(hào)，通過檢測(cè)注入信號(hào)在系統(tǒng)中的路徑和特征來實(shí)現(xiàn)故障定位。該方法取得了一定程度的應(yīng)用，但存在以下缺點(diǎn):接地電阻較大時(shí)線路上分布電容會(huì)對(duì)注入的信號(hào)分流，降低檢測(cè)靈敏度和可靠性；需設(shè)計(jì)專用的大無功功率信號(hào)發(fā)生器，硬件成本高；并且不能檢測(cè)瞬時(shí)性接地故障。配電自動(dòng)化系統(tǒng)中，利用主站實(shí)現(xiàn)各檢測(cè)裝置的時(shí)間同步，對(duì)時(shí)誤差至少為幾個(gè)毫秒，對(duì)于利用暫態(tài)零序電流瞬時(shí)值比較的方法均無法應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種檢測(cè)靈敏度和可靠性高、實(shí)用性強(qiáng)的基于暫態(tài)無功功率方向的小電流接地故障定位方法。本發(fā)明的目的是通過以下途徑來實(shí)現(xiàn)的:
基于暫態(tài)無功功率方向的小電流接地故障定位方法，其要點(diǎn)在于，包括如下步驟:提供一種數(shù)據(jù)處理器，其采集線路上各檢測(cè)點(diǎn)的參與電Sux (t)和零序電流i^t)，在數(shù)據(jù)處理器中存儲(chǔ)有設(shè)定的信號(hào)特征頻段范圍，每個(gè)特征頻段范圍都對(duì)應(yīng)有線路結(jié)構(gòu)和負(fù)荷分析檢測(cè)點(diǎn)檢測(cè)阻抗相頻特性；根據(jù)故障線路的結(jié)構(gòu)和負(fù)荷分析檢測(cè)點(diǎn)檢測(cè)阻抗相頻特性，提取其對(duì)應(yīng)設(shè)定的特征頻段范圍；提供一種數(shù)字濾波器，其對(duì)參與電Sux (t)和零序電流ijt)的信號(hào)根據(jù)設(shè)定的特征頻段范圍進(jìn)行濾波，保留特征頻段分量；數(shù)據(jù)處理器根據(jù)上述處理后的參與電壓Ux⑴和零序電流ijt)進(jìn)行如下處理:將所獲得的參與電壓Ux(t)進(jìn)行Hilbert變換，然后再將變換后的參與電壓與暫態(tài)零序電流id(t)的乘積在暫態(tài)時(shí)段T內(nèi)平均值計(jì)算無功功率方向參數(shù)D:
權(quán)利要求
1.基于暫態(tài)無功功率方向的小電流接地故障定位方法，其特征在于，包括如下步驟: 提供一種數(shù)據(jù)處理器，其采集線路上各檢測(cè)點(diǎn)的參與電Sux(t)和零序電流ijt)，在數(shù)據(jù)處理器中存儲(chǔ)有設(shè)定的信號(hào)特征頻段范圍，每個(gè)特征頻段范圍都對(duì)應(yīng)有線路結(jié)構(gòu)和負(fù)荷分析檢測(cè)點(diǎn)檢測(cè)阻抗相頻特性； 根據(jù)故障線路的結(jié)構(gòu)和負(fù)荷分析檢測(cè)點(diǎn)檢測(cè)阻抗相頻特性，提取其對(duì)應(yīng)設(shè)定的特征頻段范圍； 提供一種數(shù)字濾波器，其對(duì)參與電Sux (t)和零序電流ijt)的信號(hào)根據(jù)設(shè)定的特征頻段范圍進(jìn)行濾波，保留特征頻段分量； 數(shù)據(jù)處理器根據(jù)上述處理后的參與電壓Ux(t)和零序電流i^t)進(jìn)行如下處理:將所獲得的參與電壓ux(t)進(jìn)行Hilbert變換，然后再將變換后的參與電壓與暫態(tài)零序電流idt)的乘積在暫態(tài)時(shí)段T內(nèi)平均值計(jì)算無功功率方向參數(shù)D:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于暫態(tài)無功功率方向的小電流接地故障定位方法，其特征在于，所述的參與電壓根據(jù)檢測(cè)點(diǎn)的情況進(jìn)行如下選擇: 當(dāng)檢測(cè)點(diǎn)能夠檢測(cè)零序電壓時(shí)取零序電壓為參與電壓；若檢測(cè)點(diǎn)只能檢測(cè)線電壓則根據(jù)如下步驟進(jìn)行選擇: 首先根據(jù)3個(gè)暫態(tài)線電壓的特征確定故障相，即當(dāng)Uab>2Ub。且UM>2Ub。，則為A相接地；當(dāng)Uab>2Uca且Ubc>2Uca,則為B相接地；當(dāng)UbcUUab且Uca>2Uab,則為C相接地； 然后根據(jù)故障相別確定包含故障信息的暫態(tài)線電壓，當(dāng)A相接地時(shí)，則選定Uba或Um為參與電壓；當(dāng)B相接地時(shí),則選定Ud3或Uab為參與電壓；當(dāng)C相接地時(shí),則選定ua。或ub。為參與電壓。
全文摘要
基于暫態(tài)無功功率方向的小電流接地故障定位方法，其特點(diǎn)是以電壓或電流的變化作為故障啟動(dòng)條件，啟動(dòng)后若檢測(cè)點(diǎn)可檢測(cè)零序電壓時(shí)取零序電壓為參與電壓，否則①根據(jù)3個(gè)暫態(tài)線電壓的特征確定故障相，②根據(jù)故障相別確定包含故障信息的暫態(tài)線電壓并取之為參與電壓；而后確定特征頻段范圍；進(jìn)而構(gòu)造數(shù)字濾波器，對(duì)參與電壓和零序電流信號(hào)進(jìn)行濾波獲得特征頻段內(nèi)分量；再利用特征頻段內(nèi)參與電壓和零序電流分量確定各檢測(cè)點(diǎn)無功功率方向進(jìn)一步確定故障區(qū)段。本發(fā)明同時(shí)利用暫態(tài)電壓和電流信號(hào)且同時(shí)利用零序電壓和線電壓，定位可靠性更高適應(yīng)性更強(qiáng)，能夠同時(shí)適用各種電壓等級(jí)的接地故障的快速方向保護(hù)，可以兼顧保護(hù)速度和可靠性。
文檔編號(hào)G01R31/08GK103245879SQ20131013641
公開日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月18日
發(fā)明者李天友, 李偉新, 張功林, 徐丙垠, 薛永端 申請(qǐng)人:國家電網(wǎng)公司, 福建省電力有限公司, 福建省電力有限公司電力科學(xué)研究院, 福建省電力有限公司廈門電業(yè)局, 山東理工大學(xué)