專利名稱：一種基于暫態(tài)電流波形比較的小電流接地故障定位方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種基于暫態(tài)電流波形比較的小電流接地故障定位方法，屬于電力系統(tǒng)繼電保護(hù)領(lǐng)域。具體涉及一種小電流接地系統(tǒng)單相接地故障暫態(tài)定位方法。
背景技術(shù)：
小電流接地故障定位是以沿線路安裝的專用故障指示器或配網(wǎng)自動化(DA)系統(tǒng)終端為基礎(chǔ)，利用故障產(chǎn)生的電壓電流信息或其它設(shè)備附加的電流信息，人工或系統(tǒng)自動確定故障位于哪兩個指示器或終端之間的區(qū)段。從技術(shù)本身來看，對于不接地系統(tǒng)利用工頻零序電流的幅值和流向(極性)關(guān)系也可實現(xiàn)故障定位。目前有個別故障指示器采用了該原理。但由于經(jīng)消弧線圈接地的方式越來越普遍，特別是實施DA的配電網(wǎng)絕大多數(shù)都為經(jīng)消弧線圈接地方式，這就嚴(yán)重限制了該原理的應(yīng)用特別是在DA系統(tǒng)的應(yīng)用。而由于在選線技術(shù)中的應(yīng)用效果不理想，利用諧波和有功電流的技術(shù)在故障 定位方面很少有應(yīng)用。目前小電流接地故障定位技術(shù)分為兩個發(fā)展方向。一是利用一次設(shè)備動作產(chǎn)生較大的工頻附加電流，或者向系統(tǒng)中注入特定電流信號的主動式定位方法。二是利用故障暫態(tài)信號的暫態(tài)定位技術(shù)，歐洲有采用暫態(tài)電壓電流首半波原理的故障指示器，國內(nèi)也有利用暫態(tài)零序電流相似性實現(xiàn)定位的方法。主動式定位方法所附加的電流信號，在金屬性接地或故障點過渡電阻很小時，只有故障線路故障點上游才能檢測的到，而其他區(qū)段則感受不到，據(jù)此可以實現(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:接地電阻較大時線路上分布電容會對注入的信號分流，降低檢測靈敏度和可靠性；需設(shè)計專用的大功率信號發(fā)生器，硬件成本高；并且不能檢測瞬時性接地故障。接地故障時故障點上游線路和下游線路的暫態(tài)諧振過程相互獨立，由于線路結(jié)構(gòu)和規(guī)模不同，暫態(tài)的主諧振頻率一般不同。即通常情況下，故障點兩側(cè)暫態(tài)零序電流相似程度低而健全區(qū)段兩側(cè)暫態(tài)零序電流相似程度高，據(jù)此特征可以確定故障區(qū)段。但在一些特殊情況(即特殊故障位置)下，故障點兩側(cè)檢測點的相似度較高。因此不能簡單的依據(jù)相似性判斷出故障點位置，需要進(jìn)一步研究新方法提高故障定位的適應(yīng)性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種綜合利用暫態(tài)零序電流相似性與極性關(guān)系進(jìn)行故障點的判斷，同時不受不穩(wěn)定電弧影響，在故障點兩側(cè)檢測點暫態(tài)零序電流相似度較高時仍能準(zhǔn)確定位的一種基于暫態(tài)電流波形比較的小電流接地故障定位方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:該一種基于暫態(tài)電流波形比較的小電流接地故障定位方法，利用電力線路中設(shè)置的若干檢測點上傳故障零序電流數(shù)據(jù)，由主站接收并處理后進(jìn)行故障定位判斷，其特征在于:利用暫態(tài)零序電流相似性或/和極性關(guān)系確定故障點所處的故障區(qū)段。所述的利用暫態(tài)零序電流相似性和極性關(guān)系確定故障點所處的故障區(qū)段，其具體故障判斷步驟為:步驟1，母線出口處的檢測點記為檢測點1，相鄰檢測點記為檢測點2，且檢測點編號依次遞加，最后一個檢測點記為檢測點η ；步驟2,將檢測點I標(biāo)記為k,此時k=l ；步驟3,主站計算檢測點k和檢測點k+Ι的暫態(tài)零序電流iQ，k(t), iQ，k+1 (t)的相似系數(shù) P k,k+l ;步驟4,判斷暫態(tài)零序電流i(i，k(t), i0；k+1 (t)的相似系數(shù)P k；k+1是否滿足_Ksrt〈 P k;k+1<Kset,如果滿足，轉(zhuǎn)入步驟8，不滿足則繼續(xù)執(zhí)行步驟5 ；步驟5,計算暫態(tài)零序電流的電流極性系數(shù)Pk，k+1,比較暫態(tài)零序電流iakU),iQ，k+1(t)的極性；步驟6，判斷暫態(tài)零序電流的電流極性系數(shù)Pk，k+1是否滿足Ptk+1>0，如果Pk，k+1〈0，則暫態(tài)零序電流icu(t)，i0,k+1(t)極性相反，檢測點k和k+Ι之間為故障區(qū)段，轉(zhuǎn)入步驟8 ；步驟7，判斷k值是否滿足k=n_l，如果滿足，則表明故障點位于檢測點η到線路末端的區(qū)段之間；如果k〈n-l，k值自動加1，返回執(zhí)行步驟3，對下一區(qū)段進(jìn)行判斷；步驟8，結(jié)束判斷，確定故障區(qū)段。步驟5中所述的零序電流的電流極性系數(shù)Pk，k+1使用以下公式進(jìn)行計算:
權(quán)利要求
1.一種基于暫態(tài)電流波形比較的小電流接地故障定位方法，利用電力線路中設(shè)置的若干檢測點上傳故障零序電流數(shù)據(jù)，由主站接收并處理后進(jìn)行故障定位判斷，其特征在于:利用暫態(tài)零序電流相似性或/和極性關(guān)系確定故障點所處的故障區(qū)段。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于暫態(tài)電流波形比較的小電流接地故障定位方法，其特征在于:所述的利用暫態(tài)零序電流相似性和極性關(guān)系確定故障點所處的故障區(qū)段，其具體故障判斷步驟為: 步驟1，母線出口處的檢測點記為檢測點1，相鄰檢測點記為檢測點2，且檢測點編號依次遞加，最后一個檢測點記為檢測點η ； 步驟2,將檢測點I標(biāo)記為k,此時k=l ； 步驟3，主站計算檢測點k和檢測點k+Ι的暫態(tài)零序電流Icu(t)，i0,k+1 (t)的相似系數(shù)P k, k+Ι ; 步驟4，判斷暫態(tài)零序電流ν,α)，i0,k+1a)的相似系數(shù)Pk’k+1是否滿足-Ksrt〈 P k;k+1<Kset,如果滿足，轉(zhuǎn)入步驟8，不滿足則繼續(xù)執(zhí)行步驟5 ； 步驟5,計算暫態(tài)零序電流的電流極性系數(shù)Pk，k+1,比較暫態(tài)零序電流icijU), i0；k+1(t)的極性； 步驟6，判斷暫態(tài)零序電流的電流極性系數(shù)Ptk+1是否滿足Ptk+1>0，如果Pk，k+1〈0，則暫態(tài)零序電流icu(t)，i0,k+1(t)極性相反，檢測點k和k+Ι之間為故障區(qū)段，轉(zhuǎn)入步驟8 ； 步驟7，判斷k值是否滿足k=n-l，如果滿足，則表明故障點位于檢測點η到線路末端的區(qū)段之間；如果k〈n-l，k值自動加1，返回執(zhí)行步驟3，對下一區(qū)段進(jìn)行判斷； 步驟8，結(jié)束判斷，確定故障區(qū)段。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于暫態(tài)電流波形比較的小電流接地故障定位方法，其特征在于:步驟5中所述的零序電流的電流極性系數(shù)Pk，k+1使用以下公式進(jìn)行計算:
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于暫態(tài)電流波形比較的小電流接地故障定位方法，其特征在于:步驟4中所述的Ksrt為O到I之間的定值。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于暫態(tài)電流波形比較的小電流接地故障定位方法，其特征在于:步驟3中所述的暫態(tài)零序電流Dt), Iic^1⑴之間相似系數(shù)Pk，k+1用如下方式計算:’ ’’
全文摘要
一種基于暫態(tài)電流波形比較的小電流接地故障定位方法，屬于電力系統(tǒng)繼電保護(hù)領(lǐng)域。利用電力線路中設(shè)置的若干檢測點上傳故障零序電流數(shù)據(jù)，由主站接收并處理后進(jìn)行故障定位判斷，其特征在于利用暫態(tài)零序電流相似性或/和極性關(guān)系確定故障點所處的故障區(qū)段。本發(fā)明綜合利用暫態(tài)零序電流相似性與極性關(guān)系進(jìn)行故障點的判斷，同時不受不穩(wěn)定電弧的影響，在故障點兩側(cè)檢測點暫態(tài)零序電流相似度較高時仍能準(zhǔn)確定位，同時具有應(yīng)用范圍廣的優(yōu)點。
文檔編號G01R31/08GK103217625SQ20131009059
公開日2013年7月24日 申請日期2013年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月20日
發(fā)明者徐丙垠, 薛永端, 王敬華 申請人:山東理工大學(xué), 山東科匯電力自動化有限公司