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配電網(wǎng)單相接地故障定位方法
【專利摘要】一種配電網(wǎng)單相接地故障定位方法，涉及配電網(wǎng)【技術(shù)領(lǐng)域】，所解決的是降低單相接地故障識別及定位成本的技術(shù)問題。該方法將配電網(wǎng)母線的每個出線等距離劃分為多個出線區(qū)段，然后在非故障情況下對各個出線區(qū)段逐一的模擬單相接地故障，計算出每個出線區(qū)段在模擬單相接地故障時，其所屬出線在母線出口處的母線側(cè)負序電流故障模擬值及母線側(cè)零序電流故障模擬值；當(dāng)配電網(wǎng)中發(fā)生單相接地故障時，根據(jù)非故障情況下的模擬值對配電網(wǎng)母線的所有出線進行逐一判斷，實現(xiàn)對單相接地故障的識別及定位。本發(fā)明提供的方法，適用于配電網(wǎng)單相接地故障的定位。
【專利說明】配電網(wǎng)單相接地故障定位方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及配電網(wǎng)技術(shù)，特別是涉及一種配電網(wǎng)單相接地故障定位方法的技術(shù)。

【背景技術(shù)】
[0002] 配電網(wǎng)大多采用非有效接地方式運行，當(dāng)配電網(wǎng)中發(fā)生單相接地故障時，由于短 路電流是經(jīng)過消弧線圈接地的，其接地電流很小，而且配電網(wǎng)在正常運行時是三相非對稱 運行，存在著負序電流，因此配電網(wǎng)的單相接地故障往往難以識別，即便識別了也難以定位 故障區(qū)域，往往需要另行配置專用的檢測設(shè)備來輔助識別、輔助定位，從而增加了配電網(wǎng)的 成本。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種能降低 單相接地故障識別及定位成本，且識別準(zhǔn)確、定位快速的配電網(wǎng)單相接地故障定位方法。
[0004] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所提供的一種配電網(wǎng)單相接地故障定位方法，其 特征在于：
[0005] 先對配電網(wǎng)母線的每個出線進行劃分，將每個出線等距離劃分為多個出線區(qū)段， 然后在非故障情況下將各個出線區(qū)段的負荷電流設(shè)置為0，并對各個出線區(qū)段逐一的模擬 單相接地故障，分別計算出各個出線區(qū)段的母線側(cè)負序電流故障模擬值及母線側(cè)零序電流 故障模擬值；
[0006] 出線區(qū)段的母線側(cè)負序電流故障模擬值是指：該出線區(qū)段在模擬單相接地故障 時，其所屬出線在母線出口處的母線側(cè)負序電流值；
[0007] 出線區(qū)段的母線側(cè)零序電流故障模擬值是指：該出線區(qū)段在模擬單相接地故障 時，其所屬出線在母線出口處的母線側(cè)零序電流值；
[0008] 配電網(wǎng)中發(fā)生故障時，通過以下步驟來定位單相接地故障：
[0009] 1)對配電網(wǎng)母線的所有出線進行逐一判斷，如果存在B[i，j]〈fabs(I0[i])/i3且 A[i，j]〈fabs(I2[i])/i3，則判定配電網(wǎng)母線的[i，j]出線區(qū)段為單相接地故障可疑區(qū)段， 則將配電網(wǎng)母線的第i個出線歸入一個可疑出線集合；
[0010] 其中，可疑出線集合是一個初始為空的集合，[i, j]出線區(qū)段是指配電網(wǎng)母線的第 i個出線的第j個出線區(qū)段，B[i, j]為配電網(wǎng)母線的第i個出線在模擬[i，j]出線區(qū)段單 相接地故障時的母線側(cè)零序電流故障模擬值，io[i]為配電網(wǎng)母線的第i個出線在母線出 口處的母線側(cè)零序電流實時值，A[i，j]為配電網(wǎng)母線的第i個出線在模擬[i，j]出線區(qū)段 單相接地故障時的母線側(cè)負序電流故障模擬值，I2[i]為配電網(wǎng)母線的第i個出線在母線 出口處的母線側(cè)負序電流實時值，β為負荷分配因子，β的值為常數(shù)，fabs是對參數(shù)取絕 對值的函數(shù)，I0[i]、I2[i]的符號以流入母線為負，流出母線為正；
[0011] 2)計算零序判據(jù)因子及負序判據(jù)因子，具體計算公式為： Ν Μ Ν Μ
[0012] a=( Σ I0T[j]+ Σ IfO[]])/( Σ fabs(I0T[j])/2+ Σ fabs(IfO[j])/2) j=l j=l j-1 j=l Ν Μ Ν M
[0013] δ=( Σ I2T[j]+ Σ Tf2[j])/( Σ fabs(T2T[j])/2+ Σ fabs(If2[j])/2) j=l j=l j=l j=i
[0014] 其中，0為零序判據(jù)因子，δ為負序判據(jù)因子，Ν為可疑出線集合中的出線總數(shù)， Μ為配電網(wǎng)母線所連接的供電變壓器的數(shù)量，I0T[j]為可疑出線集合中的第j個出線在母 線出口處的母線側(cè)零序電流實時值，I2T[j]為可疑出線集合中的第j個出線在母線出口處 的母線側(cè)負序電流實時值，If0[j]為配電網(wǎng)母線所連接的第j個供電變壓器的母線側(cè)零序 電流實時值，If2[j]為配電網(wǎng)母線所連接的第j個供電變壓器的母線側(cè)負序電流實時值， I0T[j]、I2T[j]、If0[j]、If2[j]的符號以流入母線為負，流出母線為正；
[0015] 3)根據(jù)零序判據(jù)因子及負序判據(jù)因子來定位單相接地故障；
[0016] 如果(〕2；Count或者δ彡Count，則判定配電網(wǎng)中所發(fā)生的故障不是單相接地故 障；
[0017] 如果(?<Count并且δ〈Count,貝U判定可疑出線集合中母線側(cè)零序電流實時值最大 的出線上發(fā)生單相接地故障，且故障點所屬的出線區(qū)段是該出線的出線區(qū)段中，母線側(cè)零 序電流故障模擬值最接近該出線當(dāng)前的母線側(cè)零序電流實時值的出線區(qū)段；
[0018] 其中，Count為常數(shù)。
[0019] 進一步的，單個出線的出線區(qū)段劃分長度為2km。
[0020] 進一步的，β的取值為0.85。
[0021 ] 進一步的，Count的取值為0.05。
[0022] 本發(fā)明提供的配電網(wǎng)單相接地故障定位方法，利用配電網(wǎng)的現(xiàn)有資源，根據(jù)配電 網(wǎng)母線出口處的母線側(cè)零序電流實時值及母線側(cè)負序電流實時值、供電變壓器母線側(cè)零序 和負序電流，結(jié)合非故障情況下的各個出線區(qū)段的母線側(cè)負序電流故障模擬值及母線側(cè)零 序電流故障模擬值對配電網(wǎng)單相接地故障進行識別及定位，能準(zhǔn)確的識別出配電網(wǎng)單相接 地故障，并能快速的對故障區(qū)域進行定位，在工程上易于實現(xiàn)，無需增加額外投資，能降低 單相接地故障識別及定位成本。

【具體實施方式】
[0023] 以下結(jié)合具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步詳細描述，但本實施例并不用 于限制本發(fā)明，凡是采用本發(fā)明的相似結(jié)構(gòu)及其相似變化，均應(yīng)列入本發(fā)明的保護范圍。
[0024] 本發(fā)明實施例所提供的一種配電網(wǎng)單相接地故障定位方法，其特征在于：
[0025] 先對配電網(wǎng)母線的每個出線進行劃分，將每個出線等距離劃分為多個出線區(qū)段， 然后在非故障情況下將各個出線區(qū)段的負荷電流設(shè)置為0，并對各個出線區(qū)段逐一的模擬 單相接地故障，分別計算出各個出線區(qū)段的母線側(cè)負序電流故障模擬值及母線側(cè)零序電流 故障模擬值；
[0026] 出線區(qū)段的母線側(cè)負序電流故障模擬值是指：該出線區(qū)段在模擬單相接地故障 時，其所屬出線在母線出口處的母線側(cè)負序電流值；
[0027] 出線區(qū)段的母線側(cè)零序電流故障模擬值是指：該出線區(qū)段在模擬單相接地故障 時，其所屬出線在母線出口處的母線側(cè)零序電流值；
[0028] 其中，單個出線的出線區(qū)段劃分長度通常為2km，單個出線的出線區(qū)段數(shù)量根據(jù)該 出線的長度確定；
[0029] 配電網(wǎng)中發(fā)生故障時，通過以下步驟來定位單相接地故障：
[0030] 1)對配電網(wǎng)母線的所有出線進行逐一判斷，如果存在B[i，j]〈fabs(I0[i])/i3且 A[i，j]〈fabs(I2[i])/i3，則判定配電網(wǎng)母線的[i，j]出線區(qū)段為單相接地故障可疑區(qū)段， 則將配電網(wǎng)母線的第i個出線歸入一個可疑出線集合；
[0031] 其中，可疑出線集合是一個初始為空的集合，[i, j]出線區(qū)段是指配電網(wǎng)母線的第 i個出線的第j個出線區(qū)段，B[i, j]為配電網(wǎng)母線的第i個出線在模擬[i，j]出線區(qū)段單 相接地故障時的母線側(cè)零序電流故障模擬值，io[i]為配電網(wǎng)母線的第i個出線在母線出 口處的母線側(cè)零序電流實時值，A[i，j]為配電網(wǎng)母線的第i個出線在模擬[i，j]出線區(qū)段 單相接地故障時的母線側(cè)負序電流故障模擬值，I2[i]為配電網(wǎng)母線的第i個出線在母線 出口處的母線側(cè)負序電流實時值，β為負荷分配因子，β的值為常數(shù)，其取值通常為0.85， fabs是對參數(shù)取絕對值的函數(shù)，I0[i]、I2[i]的符號以流入母線為負，流出母線為正；
[0032] 2)計算零序判據(jù)因子及負序判據(jù)因子，具體計算公式為： Ν Μ Ν Μ
[0033] a=( I I0T[j]+ Σ If0[j])/( Σ fabs(I0T[j])./2+ χ fabs(IfO[j])/2) j=l Ν Μ Ν M
[0034] δ=( Σ T2T[j]+ V Tf2[j])/( Σ fabs(T2T[j])/2+ V fabs(Tf2[j])/2) j=l j=l j=l j=l
[0035] 其中，δ為零序判據(jù)因子，δ為負序判據(jù)因子，Ν為可疑出線集合中的出線總數(shù)， Μ為配電網(wǎng)母線所連接的供電變壓器的數(shù)量，I0T[j]為可疑出線集合中的第j個出線在母 線出口處的母線側(cè)零序電流實時值，I2T[j]為可疑出線集合中的第j個出線在母線出口處 的母線側(cè)負序電流實時值，If0[j]為配電網(wǎng)母線所連接的第j個供電變壓器的母線側(cè)零序 電流實時值，If2[j]為配電網(wǎng)母線所連接的第j個供電變壓器的母線側(cè)負序電流實時值， I0T[j]、I2T[j]、If0[j]、If2[j]的符號以流入母線為負，流出母線為正；
[0036] 3)根據(jù)零序判據(jù)因子及負序判據(jù)因子來定位單相接地故障；
[0037] 如果3彡Count或者δ彡Count，則判定配電網(wǎng)中所發(fā)生的故障不是單相接地故 障；
[0038] 如果pcCount并且δ〈Count,貝U判定可疑出線集合中母線側(cè)零序電流實時值最大 的出線上發(fā)生單相接地故障，且故障點所屬的出線區(qū)段是該出線的出線區(qū)段中，母線側(cè)零 序電流故障模擬值最接近該出線當(dāng)前的母線側(cè)零序電流實時值的出線區(qū)段；
[0039] 其中，Count為常數(shù)，其取值通常為0.05。
[0040] 本發(fā)明實施例中，配電網(wǎng)母線的各個出線在母線出口處的母線側(cè)零序電流實時 值、母線側(cè)負序電流實時值，及配電網(wǎng)母線所連接的各個供電變壓器的母線側(cè)零序電流實 時值、母線側(cè)負序電流實時值，及各個出線區(qū)段在模擬單相接地故障時，其所屬出線在母線 出口處的母線側(cè)負序電流故障模擬值及母線側(cè)零序電流故障模擬值，均可以利用電力系統(tǒng)
【權(quán)利要求】
1. 一種配電網(wǎng)單相接地故障定位方法，其特征在于： 先對配電網(wǎng)母線的每個出線進行劃分，將每個出線等距離劃分為多個出線區(qū)段，然后 在非故障情況下將各個出線區(qū)段的負荷電流設(shè)置為0，并對各個出線區(qū)段逐一的模擬單相 接地故障，分別計算出各個出線區(qū)段的母線側(cè)負序電流故障模擬值及母線側(cè)零序電流故障 模擬值； 出線區(qū)段的母線側(cè)負序電流故障模擬值是指：該出線區(qū)段在模擬單相接地故障時，其 所屬出線在母線出口處的母線側(cè)負序電流值； 出線區(qū)段的母線側(cè)零序電流故障模擬值是指：該出線區(qū)段在模擬單相接地故障時，其 所屬出線在母線出口處的母線側(cè)零序電流值； 配電網(wǎng)中發(fā)生故障時，通過以下步驟來定位單相接地故障： 1)對配電網(wǎng)母線的所有出線進行逐一判斷，如果存在B[i，j]〈fabs(I0[i])/i3且 A[i，j]〈fabs(I2[i])/i3，則判定配電網(wǎng)母線的[i，j]出線區(qū)段為單相接地故障可疑區(qū)段， 則將配電網(wǎng)母線的第i個出線歸入一個可疑出線集合； 其中，可疑出線集合是一個初始為空的集合，[i, j]出線區(qū)段是指配電網(wǎng)母線的第i個 出線的第j個出線區(qū)段，B[i，j]為配電網(wǎng)母線的第i個出線在模擬[i，j]出線區(qū)段單相接 地故障時的母線側(cè)零序電流故障模擬值，I0[i]為配電網(wǎng)母線的第i個出線在母線出口處 的母線側(cè)零序電流實時值，A[i，j]為配電網(wǎng)母線的第i個出線在模擬[i，j]出線區(qū)段單相 接地故障時的母線側(cè)負序電流故障模擬值，I2[i]為配電網(wǎng)母線的第i個出線在母線出口 處的母線側(cè)負序電流實時值，β為負荷分配因子，β的值為常數(shù)，fabs是對參數(shù)取絕對值 的函數(shù)，I0[i]、I2[i]的符號以流入母線為負，流出母線為正； 2)計算零序判據(jù)因子及負序判據(jù)因子，具體計算公式為： Ν Μ Ν Μ δ=( Σ I0T[j]+ Σ If0[j])/( Σ fabs(I0T[j])/2+ Σ fabs(IfO[j])/2) j=l j=l j=l j=l Ν Μ Ν M δ=( Σ T2T[j]+ Σ Tf2[j])/( Σ fabs(T2T[j])./2+ Σ fabs(If2[j])/2) j=l j=l j=l j-i 其中，5為零序判據(jù)因子，δ為負序判據(jù)因子，Ν為可疑出線集合中的出線總數(shù)，Μ為配 電網(wǎng)母線所連接的供電變壓器的數(shù)量，I0T[j]為可疑出線集合中的第j個出線在母線出口 處的母線側(cè)零序電流實時值，I2T[j]為可疑出線集合中的第j個出線在母線出口處的母線 側(cè)負序電流實時值，If0[j]為配電網(wǎng)母線所連接的第j個供電變壓器的母線側(cè)零序電流實 時值，If2[j]為配電網(wǎng)母線所連接的第j個供電變壓器的母線側(cè)負序電流實時值，I0T[j]、 I2T[j]、IfO[j]、If2[j]的符號以流入母線為負，流出母線為正； 3)根據(jù)零序判據(jù)因子及負序判據(jù)因子來定位單相接地故障； 如果或者δ彡Count，則判定配電網(wǎng)中所發(fā)生的故障不是單相接地故障； 如果5<Count并且δ〈Count,貝U判定可疑出線集合中母線側(cè)零序電流實時值最大的出 線上發(fā)生單相接地故障，且故障點所屬的出線區(qū)段是該出線的出線區(qū)段中，母線側(cè)零序電 流故障模擬值最接近該出線當(dāng)前的母線側(cè)零序電流實時值的出線區(qū)段； 其中，Count為常數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配電網(wǎng)單相接地故障定位方法，其特征在于：單個出線的出 線區(qū)段劃分長度為2km。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配電網(wǎng)單相接地故障定位方法，其特征在于：β的取值為 0. 85。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配電網(wǎng)單相接地故障定位方法，其特征在于：Count的取值為 0. 05。
【文檔編號】G01R31/08GK104049177SQ201410244694
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年6月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月4日
【發(fā)明者】李昌, 夏湘洪 申請人:上海申瑞繼保電氣有限公司