基于互相關(guān)系數(shù)的配電網(wǎng)單相接地故障定位方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了配電網(wǎng)診斷【技術(shù)領(lǐng)域】中的一種基于互相關(guān)系數(shù)的配電網(wǎng)單相接地故障定位方法及系統(tǒng)。方法是在配電網(wǎng)上，每隔設(shè)定距離標(biāo)定一個(gè)觀測(cè)點(diǎn)；在每個(gè)觀測(cè)點(diǎn)處的三相線路中分別接入兩個(gè)數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)和一個(gè)數(shù)據(jù)管理節(jié)點(diǎn)，且所有觀測(cè)點(diǎn)處的數(shù)據(jù)管理節(jié)點(diǎn)接入同一相線路；采集觀測(cè)點(diǎn)處各相電流，數(shù)據(jù)管理節(jié)點(diǎn)計(jì)算觀測(cè)點(diǎn)處的零序電流；在零序電流超過設(shè)定閾值時(shí)，數(shù)據(jù)管理節(jié)點(diǎn)計(jì)算互相關(guān)系數(shù)并發(fā)送至監(jiān)控中心站；監(jiān)控中心站根據(jù)兩個(gè)相鄰觀測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)管理節(jié)點(diǎn)發(fā)送的互相關(guān)系數(shù)，判斷單相接地故障是否發(fā)生并確定單相接地故障點(diǎn)；系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)、數(shù)據(jù)管理節(jié)和監(jiān)控中心站。本發(fā)明能夠快速準(zhǔn)確地確定單相接地故障點(diǎn)位置，并能極大地節(jié)約系統(tǒng)成本。
【專利說明】基于互相關(guān)系數(shù)的配電網(wǎng)單相接地故障定位方法及系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于配電網(wǎng)診斷【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種基于互相關(guān)系數(shù)的配電網(wǎng)單相接地故障定位方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)3?60kv配電網(wǎng)廣泛采用中性點(diǎn)非有效接地方式，屬于小電流接地系統(tǒng)，小電流接地系統(tǒng)的故障絕大多數(shù)是單相接地故障，而單相接地故障是最主要的故障類型。一旦發(fā)生單相接地故障，傳統(tǒng)的人工巡線不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且需要進(jìn)行大量拉閘操作，對(duì)電網(wǎng)正常運(yùn)行和安全生產(chǎn)帶來(lái)很大不便。因此，當(dāng)故障發(fā)生后，應(yīng)當(dāng)盡快地確定故障點(diǎn)的位置。定位越準(zhǔn)確，故障排除越迅速，越有利于保證電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行。
[0003]目前配電網(wǎng)單相接地故障定位方法主要有注入信號(hào)法、阻抗法和行波法。由于配電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，故障信號(hào)微弱，難以識(shí)別，而且配電網(wǎng)線路分支多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一般多為樹形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，給故障定位帶來(lái)了很大困難，定位準(zhǔn)確率和定位精度不高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于，提供一種基于互相關(guān)系數(shù)的配電網(wǎng)單相接地故障定位方法及系統(tǒng)，用于解決現(xiàn)有的配電網(wǎng)單相接地故障定位準(zhǔn)確率和精度不高的問題。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出的技術(shù)方案是，一種基于互相關(guān)系數(shù)的配電網(wǎng)單相接地故障定位方法，其特征是所述方法包括:
[0006]步驟1:在配電網(wǎng)上，每隔設(shè)定距離標(biāo)定一個(gè)觀測(cè)點(diǎn)；
[0007]步驟2:在每個(gè)觀測(cè)點(diǎn)處，選擇三相線路中的任意兩相線路各接入一個(gè)數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)，三相線路中的另一相線路接入數(shù)據(jù)管理節(jié)點(diǎn)；并且，同一配電網(wǎng)中所有觀測(cè)點(diǎn)處的數(shù)據(jù)管理節(jié)點(diǎn)接入同一相線路；
[0008]步驟3:同一觀測(cè)點(diǎn)處的兩個(gè)數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)和一個(gè)數(shù)據(jù)管理節(jié)點(diǎn)同步周期性地采集觀測(cè)點(diǎn)處各相線路的相電流數(shù)據(jù)；
[0009]步驟4:同一觀測(cè)點(diǎn)處的兩個(gè)數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)向該觀測(cè)點(diǎn)處數(shù)據(jù)管理節(jié)點(diǎn)發(fā)送采集的相電流數(shù)據(jù)；
[0010]步驟5:數(shù)據(jù)管理節(jié)點(diǎn)根據(jù)觀測(cè)點(diǎn)處各相線路的相電流數(shù)據(jù)，計(jì)算各個(gè)采集時(shí)刻觀測(cè)點(diǎn)處的零序電流；
[0011]步驟6:數(shù)據(jù)管理節(jié)點(diǎn)判斷所處觀測(cè)點(diǎn)處的零序電流是否超過第一設(shè)定閾值，如果超過第一設(shè)定閾值，則執(zhí)行步驟7 ;否則，返回步驟3 ；
[0012]步驟7:數(shù)據(jù)管理節(jié)點(diǎn)根據(jù)零序電流和同一時(shí)刻該數(shù)據(jù)管理節(jié)點(diǎn)采集的相電流計(jì)算該時(shí)刻的互相關(guān)系數(shù)；
[0013]步驟8:數(shù)據(jù)管理節(jié)點(diǎn)將互相關(guān)系數(shù)發(fā)送到監(jiān)控中心站；
[0014]步驟9:監(jiān)控中心站根據(jù)兩個(gè)相鄰觀測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)管理節(jié)點(diǎn)發(fā)送的相同時(shí)刻的互相關(guān)系數(shù)，判斷單相接地故障是否發(fā)生并確定單相接地故障點(diǎn)的位置。[0015]所述步驟7具體包括如下子步驟:


[0016]子步驟101:根據(jù)公式
【權(quán)利要求】
1.一種基于互相關(guān)系數(shù)的配電網(wǎng)單相接地故障定位方法，其特征是所述方法包括: 步驟1:在配電網(wǎng)上，每隔設(shè)定距離標(biāo)定一個(gè)觀測(cè)點(diǎn)； 步驟2:在每個(gè)觀測(cè)點(diǎn)處，選擇三相線路中的任意兩相線路各接入一個(gè)數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)，三相線路中的另一相線路接入數(shù)據(jù)管理節(jié)點(diǎn)；并且，同一配電網(wǎng)中所有觀測(cè)點(diǎn)處的數(shù)據(jù)管理節(jié)點(diǎn)接入同一相線路； 步驟3:同一觀測(cè)點(diǎn)處的兩個(gè)數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)和一個(gè)數(shù)據(jù)管理節(jié)點(diǎn)同步周期性地采集觀測(cè)點(diǎn)處各相線路的相電流數(shù)據(jù)； 步驟4:同一觀測(cè)點(diǎn)處的兩個(gè)數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)向該觀測(cè)點(diǎn)處數(shù)據(jù)管理節(jié)點(diǎn)發(fā)送采集的相電流數(shù)據(jù)； 步驟5:數(shù)據(jù)管理節(jié)點(diǎn)根據(jù)觀測(cè)點(diǎn)處各相線路的相電流數(shù)據(jù)，計(jì)算各個(gè)采集時(shí)刻觀測(cè)點(diǎn)處的零序電流； 步驟6:數(shù)據(jù)管理節(jié)點(diǎn)判斷所處觀測(cè)點(diǎn)處的零序電流是否超過第一設(shè)定閾值，如果超過第一設(shè)定閾值，則執(zhí)行步驟7 ;否則，返回步驟3 ； 步驟7:數(shù)據(jù)管理節(jié)點(diǎn)根據(jù)零序電流和同一時(shí)刻該數(shù)據(jù)管理節(jié)點(diǎn)采集的相電流計(jì)算該時(shí)刻的互相關(guān)系數(shù)； 步驟8:數(shù)據(jù)管理節(jié)點(diǎn)將互相關(guān)系數(shù)發(fā)送到監(jiān)控中心站； 步驟9:監(jiān)控中心站根據(jù)兩個(gè)相鄰觀測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)管理節(jié)點(diǎn)發(fā)送的相同時(shí)刻的互相關(guān)系數(shù)，判斷單相接地故障是否發(fā)生并確定單相接地故障點(diǎn)的位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述步驟7具體包括如下子步驟: 子步驟101:根據(jù)公式
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述步驟9具體為當(dāng)兩個(gè)相鄰觀測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)管理節(jié)點(diǎn)發(fā)送的相同時(shí)刻的互相關(guān)系數(shù)中，一個(gè)為正數(shù)，一個(gè)為負(fù)數(shù)，并且兩個(gè)相鄰觀測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)管理節(jié)點(diǎn)發(fā)送的相同時(shí)刻的互相關(guān)系數(shù)之和的絕對(duì)值小于第二設(shè)定閾值時(shí)，則判定線路發(fā)生單相接地故障并且單相接地故障點(diǎn)位于兩個(gè)相鄰觀測(cè)點(diǎn)之間。
4.一種基于互相關(guān)系數(shù)的配電網(wǎng)單相接地故障定位系統(tǒng)，其特征是所述系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)、數(shù)據(jù)管理節(jié)點(diǎn)和監(jiān)控中心站； 在配電線路每隔設(shè)定距離的觀測(cè)點(diǎn)上，布置兩個(gè)數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)和一個(gè)數(shù)據(jù)管理節(jié)點(diǎn)，兩個(gè)數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)接入三相線路中的任意兩相線路，數(shù)據(jù)管理節(jié)點(diǎn)接入三相線路中的另外一相線路； 在同一配電網(wǎng)中，所有觀測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)管理節(jié)點(diǎn)接入同一相線路； 同一觀測(cè)點(diǎn)上的兩個(gè)數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)分別與該觀測(cè)點(diǎn)上的數(shù)據(jù)管理節(jié)點(diǎn)相連； 每個(gè)數(shù)據(jù)管理節(jié)點(diǎn)都與監(jiān)控中心站相連； 數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)用于采集所處線路的相電流并將采集的相電流發(fā)送至位于同一觀測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)管理節(jié)點(diǎn)； 數(shù)據(jù)管理節(jié)點(diǎn)用于采集 所處線路的相電流，并根據(jù)同一觀測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)發(fā)送的相電流計(jì)算該觀測(cè)點(diǎn)的零序電流；如果該觀測(cè)點(diǎn)的零序電流超過第一設(shè)定閾值，則數(shù)據(jù)管理節(jié)點(diǎn)還用于根據(jù)零序電流和采集的所處線路的相電流計(jì)算該觀測(cè)點(diǎn)的互相關(guān)系數(shù)，并將所述互相關(guān)系數(shù)發(fā)送至監(jiān)控中心站； 所述監(jiān)控中心站用于根據(jù)兩個(gè)相鄰觀測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)管理節(jié)點(diǎn)發(fā)送的相同時(shí)刻的互相關(guān)系數(shù)，判斷單相接地故障是否發(fā)生并確定單相接地故障點(diǎn)的位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征是所述數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)包括電流互感器、信號(hào)調(diào)理單元、Α/D采樣模塊、處理器、無(wú)線通信模塊和能量供給模塊； 所述電流互感器、信號(hào)調(diào)理單元、Α/D采樣模塊、處理器和無(wú)線通信模塊順次相連； 所述能量供給模塊分別與信號(hào)調(diào)理模塊、Α/D采樣模塊、處理器和無(wú)線通信模塊相連； 所述電流互感器接入觀測(cè)點(diǎn)的一相線路，用于采集該相線路上的瞬時(shí)電流數(shù)據(jù)； 所述信號(hào)調(diào)理單元用于對(duì)采集的瞬時(shí)電流數(shù)據(jù)進(jìn)行信號(hào)調(diào)理； 所述Α/D采樣模塊用于對(duì)調(diào)理后的電流數(shù)據(jù)進(jìn)行Α/D采樣，得到數(shù)字電流； 所述處理器用于為數(shù)字電流標(biāo)注時(shí)標(biāo)； 所述無(wú)線通信模塊用于將標(biāo)注時(shí)標(biāo)的數(shù)字電流發(fā)送至數(shù)據(jù)管理節(jié)點(diǎn)； 所述能量供給模塊用于為信號(hào)調(diào)理模塊、Α/D采樣模塊、處理器和無(wú)線通信模塊提供工作能量。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征是所述數(shù)據(jù)管理節(jié)點(diǎn)包括電流互感器、信號(hào)調(diào)理單元、Α/D采樣模塊、處理器、無(wú)線通信模塊、GPRS/GSM模塊和能量供給模塊； 所述電流互感器、信號(hào)調(diào)理單元、Α/D采樣模塊、處理器和無(wú)線通信模塊順次相連； 所述處理器與GPRS/GSM模塊相連； 所述能量供給模塊分別與信號(hào)調(diào)理模塊、Α/D采樣模塊、處理器和無(wú)線通信模塊相連； 所述電流互感器接入觀測(cè)點(diǎn)的一相線路，用于采集該相線路上的瞬時(shí)電流數(shù)據(jù)； 所述信號(hào)調(diào)理單元用于對(duì)采集的瞬時(shí)電流數(shù)據(jù)進(jìn)行信號(hào)調(diào)理；所述A/D采樣模塊用于對(duì)調(diào)理后的電流數(shù)據(jù)進(jìn)行Α/D采樣，得到數(shù)字電流； 所述處理器用于為數(shù)字電流標(biāo)注時(shí)標(biāo)，并根據(jù)觀測(cè)點(diǎn)處的三相電流計(jì)算零序電流；當(dāng)零序電流超過第一設(shè)定閾值時(shí)，所述處理器還用于根據(jù)零序電流和采集的該相線路電流計(jì)算互相關(guān)系數(shù)； 所述GPRS/GSM模塊用于將互相關(guān)系數(shù)發(fā)送至監(jiān)控中心站； 所述無(wú)線通信模塊用于接收同一觀測(cè)點(diǎn)處的數(shù)據(jù)采集模塊發(fā)送的相電流并轉(zhuǎn)發(fā)至處理器； 所述能量供給模塊用于為信號(hào)調(diào)理模塊、A/D采樣模塊、處理器和無(wú)線通信模塊提供工作能量。`
【文檔編號(hào)】G01R31/08GK103743998SQ201310717505
【公開日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2013年12月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月23日
【發(fā)明者】賈惠彬, 張國(guó)云, 蔡新偉, 戚銀成 申請(qǐng)人:華北電力大學(xué)（保定）