本發(fā)明涉及配電網(wǎng)故障檢測技術領域，尤其涉及一種基于暫態(tài)電流投影分量投影系數(shù)比較的故障選線方法。

背景技術：

由于中壓配電網(wǎng)直接面向用戶，且單相接地大約占到配電網(wǎng)故障總數(shù)的80%，單相接地故障可靠檢測對供電可靠性影響顯著。在中國和歐洲大陸，多數(shù)中壓配電網(wǎng)采用經(jīng)消弧線圈接地方式，即所謂諧振接地系統(tǒng)。單相接地故障時不需要立即切除故障，有利于提高供電可靠性，但由于故障電流微弱等原因，識別接地故障線路有較大困難。近年，歐洲和中國分別開發(fā)的利用故障暫態(tài)電氣量、在中性點附加中電阻等選線技術，有效解決了過渡電阻較小時的接地故障選線問題。

另一方面，受自然環(huán)境、線路架空距離低等因素影響，配電網(wǎng)中常發(fā)生經(jīng)非理想導體的單相高阻接地故障，如導線跌落在草地、馬路等。法國小電流接地系統(tǒng)有超過12%的接地故障為高阻接地，美國電科院(EPRI)統(tǒng)計表明，美國（三相四線制多點直接接地）配電網(wǎng)高阻故障的比例在2%~5%。由于故障電流進一步減?。ㄒ话銥锳級）、故障點不穩(wěn)定等原因，諧振接地系統(tǒng)的高阻接地故障檢測仍然是一個非常大的挑戰(zhàn)。

小電流接地故障暫態(tài)分析與暫態(tài)檢測技術是近年的一個研究熱點，也取得了較多的成果，但高阻接地故障選線問題較少顧及，成果也相對較少。有學者提出利用各條線路故障前后三相電流變化量之間的相量關系，計算各線路對地電導電流，并可進一步推導對地電導，選擇對地電導電流最大或者對地電導最大的線路為故障線路。該方法面臨的主要困難是，選線裝置需要接入三相電流信號且受TV/TA傳變誤差（如不平衡度）影響較大。

對于小電流接地系統(tǒng)，工頻電流自身無明顯故障特征無法直接用以故障檢測（工頻電流有功分量理論上可行，但含量較小、易受TV/TA傳變特性影響，實用存在較大困難），必須尋求其他的技術方案。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提出一種基于各條饋線暫態(tài)電流在母線暫態(tài)電壓上投影分量投影系數(shù)比較的故障選線方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案為：

一種基于暫態(tài)電流投影分量投影系數(shù)比較的故障選線方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：選線裝置負責在線監(jiān)測母線零序電壓和各條饋線出口零序電流，當所述母線零序電壓幅值處于所述選線裝置啟動門檻值范圍時，則說明系統(tǒng)發(fā)生高阻接地故障；

S2：提取各條饋線出口零序電流及母線零序電壓的暫態(tài)分量、；

S3：將各條候選饋線出口暫態(tài)零序電流向母線暫態(tài)零序電壓投影，并按下述公式計算各條饋線出口暫態(tài)零序電流的投影系數(shù)：

；

S4：比較各條饋線出口暫態(tài)零序電流的投影系數(shù)大小，選擇投影系數(shù)最大的饋線為故障饋線；

優(yōu)選的，步驟S1中所述的選線裝置啟動門檻值范圍為15V<U_th<90V。

和現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果在于本發(fā)明解決了高阻接地故障在小電流接地系統(tǒng)中的故障選線難題，有著廣泛的實際應用價值。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖，其中 ：

圖1為本發(fā)明提出的選線流程框圖；

圖2為典型配電線路仿真模型結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3(a)為圖2所示系統(tǒng)發(fā)生接地電阻為30Ω的高阻接地故障時各饋線電流母線電壓的零序分量波形對比圖；

圖3(b)為圖2所示系統(tǒng)發(fā)生接地電阻為30Ω的高阻接地故障時各饋線電流母線電壓的暫態(tài)分量波形對比圖；

圖3(c)為圖2所示系統(tǒng)發(fā)生接地電阻為30Ω的高阻接地故障時各饋線電流母線電壓的投影分量波形對比圖；

圖4(a)為圖2所示系統(tǒng)發(fā)生接地電阻為1500Ω的高阻接地故障時各饋線電流母線電壓的零序分量波形對比圖；

圖4(b)為圖2所示系統(tǒng)發(fā)生接地電阻為1500Ω的高阻接地故障時各饋線電流母線電壓的暫態(tài)分量波形對比圖；

圖4(c)為圖2所示系統(tǒng)發(fā)生接地電阻為1500Ω的高阻接地故障時各饋線電流母線電壓的投影分量波形對比圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诎l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

圖1為本發(fā)明提出的選線流程框圖，如圖1所示，一種基于暫態(tài)電流投影分量投影系數(shù)比較的故障選線方法，包括以下步驟：

S1：選線裝置負責在線監(jiān)測母線零序電壓和各條饋線出口零序電流，當所述母線零序電壓幅值處于所述選線裝置啟動門檻值范圍時，則說明系統(tǒng)發(fā)生高阻接地故障。本實施例中，選線裝置啟動門檻值范圍為15V<U_th<90V。當線路中發(fā)生高阻接地故障時，選線裝置根據(jù)母線零序電壓啟動，并記錄母線零序電壓、各條饋線出口處的零序電流信號、故障持續(xù)時間、故障發(fā)生時間等故障數(shù)據(jù)，然后根據(jù)所記錄的數(shù)據(jù)進行故障選線。

S2：提取各條饋線出口零序電流及母線零序電壓的暫態(tài)分量、。

S3：將各條候選饋線出口暫態(tài)零序電流向母線暫態(tài)零序電壓投影，并按下述公式計算各條饋線出口暫態(tài)零序電流的投影系數(shù)：

；

S4：比較各條饋線出口暫態(tài)零序電流的投影系數(shù)大小，選擇投影系數(shù)最大的饋線為故障饋線；

圖2為典型配電線路仿真模型結(jié)構(gòu)示意圖。本實施例中，設置線路2末端發(fā)生高阻接地故障，以驗證上述方法的有效性。

（一）線路2末端發(fā)生30Ω的高阻接地故障

（1）當母線零序電壓幅值超越預設門檻時，啟動裝置記錄母線零序電壓、各條饋線出口處的零序電流信號，如圖3(a)所示；

（2）提取各條饋線出口零序電流及母線零序電壓的暫態(tài)分量、，如圖3(b)所示；

（3）將各條候選饋線出口暫態(tài)零序電流向母線暫態(tài)零序電壓做投影，如圖3(c)所示，根據(jù)下述公式計算各條饋線出口暫態(tài)零序電流的投影分量：

；

由此計算得；；；；；

（4）比較各條饋線出口暫態(tài)零序電流的投影系數(shù)大小，選擇投影系數(shù)最大的饋線為故障饋線。由上述計算結(jié)果可知，饋線2的投影系數(shù)最大，因此，選擇饋線2為故障饋線。計算結(jié)果與實際結(jié)果相符，本方法有效。

（二）線路2末端發(fā)生1500Ω的高阻接地故障

（1）當母線零序電壓幅值超越預設門檻時，啟動裝置記錄母線零序電壓、各條饋線出口處的零序電流信號，如圖4(a)所示；

（2）提取各條饋線出口零序電流及母線零序電壓的暫態(tài)分量、，如圖4(b)所示；

（3）將各條候選饋線出口暫態(tài)零序電流向母線暫態(tài)零序電壓做投影，如圖4(c)所示，根據(jù)下述公式計算各條饋線出口暫態(tài)零序電流的投影分量：

；

由此計算得；；；；；

（4）比較各條饋線出口暫態(tài)零序電流的投影系數(shù)大小，選擇投影系數(shù)最大的饋線為故障饋線。由上述計算結(jié)果可知，饋線2的投影系數(shù)最大，因此，選擇饋線2為故障饋線。計算結(jié)果與實際結(jié)果相符，本方法有效。

以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術方案的精神和范圍。