本發(fā)明涉及一種配電網(wǎng)繼電保護方法，具體為配電網(wǎng)發(fā)生斷線后基于非故障相電流相關性比較的識別方法。

背景技術：

配電網(wǎng)是直接面向用戶的供電網(wǎng)絡，是電力系統(tǒng)的重要組成部分，配網(wǎng)的發(fā)展速度與經(jīng)濟發(fā)展水平及人們的生活息息相關、密不可分。目前我國大部分城市采用的是10kv電壓等級向用戶供電。配電網(wǎng)中發(fā)生單相斷線和接地故障的概率最高，斷線故障會因線路落地而形成接地故障。目前我國配電網(wǎng)主要為小電流接地方式，當配電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時，為了提高供電可靠性，要求電網(wǎng)持續(xù)運行1-2h。在這期間當人員經(jīng)過事故點時，容易造成人身傷亡事故，嚴重威脅人民群眾的生命安全和電網(wǎng)運行安全。

隨著國民經(jīng)濟的增長，人們越來越重視配電網(wǎng)的建設。為了減小人身傷亡事故，有必要研究配網(wǎng)單相故障的快速識別與處理技術。由于配電網(wǎng)覆蓋面廣，為了具有可實施性，研究基于現(xiàn)有配網(wǎng)設備配置條件下的單相故障識別與處理技術迫在眉睫。本發(fā)明專利技術僅利用變電站信息的斷線識別新方法。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明專利主要解決斷線不接地以及斷線負荷側接地故障的識別。當發(fā)生斷線不接地故障以及斷線負荷側接地故障后的故障特征為母線三相電壓中有一相升高，另外兩相降低，故障線路的電壓升高相電流變?yōu)?，對于故障線路，健全相的電流相位相反，對于健全線路，三相電壓基本對稱?；诖藰嬙鞌嗑€識別判據(jù)。

為實現(xiàn)上述目標，本發(fā)明采用如下的技術方案：

步驟一：在變電站采集母線的三相電壓以及每條出線的三相電流。

步驟二：通過fft算法提取母線三相電壓的工頻幅值。

步驟三：通過式(1)計算母線三相電壓幅值的突變量。

其中表示相電壓幅值的突變量，為故障后相電壓的幅值，表示故障前相電壓的幅值。

相電壓幅值的突變量大于0，表示相電壓升高，相電壓幅值的突變量小于0，表示降低。如果判斷出母線三相電壓有一相升高，另外兩相降低，則進行步驟四，如果不是這種情況，則返回到步驟一重新計算。

步驟四：通過fft算法提出各出線三相電流的幅值，如果任意某條出線中電壓升高相的電流為0，則進行步驟五，如果所有出線的電壓升高相電流都不為0，則重新從步驟一開始計算。

步驟五：選擇電壓升高相為斷線發(fā)生的相，電壓降低的相為健全相。

步驟六：通過式(2)計算所有出線健全兩相電流的相關系數(shù)。

ρxy表示相關系數(shù)，n為一個周期內(nèi)的采樣點數(shù)，x(n)和y(n)分別表示兩健全相。

兩個頻率相同的正弦量相位相差120°時，相關系數(shù)為-0.5，當兩個頻率相同的正弦量相位相差180°時，相關系數(shù)為-1。

步驟七：求所有出線相關系數(shù)的絕對值。

步驟八：比較所有出線相關系數(shù)絕對值的大小，其中最大的就是故障線路

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明基于非故障相電流相關性比較的斷線識別方法不受配電網(wǎng)中性點接地方式和斷線位置的影響，可以可靠識別斷線不接地故障以及斷線加負荷側接地故障。

附圖說明

圖1為10kv配電網(wǎng)仿真模型；

圖2為斷線不接地時4條出線非故障相電流的相關系絕對值；

圖3為斷線負荷側接地時4條出線非故障相電流的相關系絕對值。

具體實施方式

圖1為基于pscad建立的10kv配電網(wǎng)仿真模型示意圖；該模型中，35kv變電站有兩回進線，通過兩臺主變壓器配出的10kv系統(tǒng)為單母線形式；母線帶有4條主饋線，出線上各區(qū)段的編號如圖中所示。其中，區(qū)段1、3、5、10為電纜，區(qū)段2、9、11、12、13為架空絕緣線，區(qū)段4、6、7、8、14為架空裸導線。消弧線圈裝在所用變中性點上。開關k打開時，系統(tǒng)為中性點不接地系統(tǒng)；開關k閉合則為消弧線圈接地系統(tǒng)，過補償度取為10％。

各區(qū)段長度分別為：l1＝5.1km，l2＝4km，l3＝3.8km，l4＝7.5km，l5＝4km，l6＝10km，l7＝0.1km，l8＝3km，l9＝4km，l10＝3.2km，l11＝10km，l12＝5km，l13＝3km，l14＝7.5km。

電纜參數(shù)為：正序電阻r1＝0.157ω/km，正序感抗x1＝0.076ω/km，正序容納b1＝132×10^-6s/km；零序電阻r0＝0.307ω/km，零序感抗x0＝0.304ω/km，零序容納b0＝110×10^-6s/km。

架空絕緣線參數(shù)為：正序電阻r1＝0.27ω/km，正序感抗x1＝0.352ω/km，正序容納b1＝3.178×10^-6s/km；零序電阻r0＝0.42ω/km，零序感抗x0＝3.618ω/km，零序容納b0＝0.676×10^-6s/km。

區(qū)段7、8中裸導線參數(shù)為：正序電阻r1＝0.91ω/km，正序感抗x1＝0.403ω/km，正序容納b1＝2.729×10^-6s/km；零序電阻r0＝1.06ω/km，零序感抗x0＝3.618ω/km，零序容納b0＝0.672×10^-6s/km。

其它區(qū)段裸導線參數(shù)為：正序電阻r1＝0.63ω/km，正序感抗x1＝0.392ω/km，正序容納b1＝2.807×10^-6s/km；零序電阻r0＝0.78ω/km，零序感抗x0＝3.593ω/km，零序容納b0＝0.683×10^-6s/km。

兩臺主變參數(shù)分別為：容量sn＝2mva，短路損耗pk＝20.586kw，短路電壓百分數(shù)uk％＝6.37％，空載損耗p0＝2.88kw，空載電流百分數(shù)i0％＝0.61％；容量sn＝2mva，短路損耗pk＝20.591kw，短路電壓百分數(shù)uk％＝6.35％，空載損耗p0＝2.83kw，空載電流百分數(shù)i0％＝0.62％。

令各配電變壓器與所連接區(qū)段編號一致，則它們的容量分別為：s5n＝50kva，s7n＝500kva，s8n＝200kva，s9n＝1mva，s10n＝100kva，s12n＝1mva，s13n＝400kva，s14n＝630kva。為簡單起見，各配電變壓器所帶負荷統(tǒng)一為變壓器容量的80％，功率因數(shù)為0.85。

圖2為在不接地系統(tǒng)區(qū)段1的末端設置單相斷線不接地故障仿真得到的波形?？梢钥闯?，線路1的相關系數(shù)絕對值最大，所以可以確定是線路1發(fā)生了斷線故障。

圖3為消弧線圈接地系統(tǒng)在區(qū)段4的首端設置單相斷線加負荷側接地故障仿真得到的波形?？梢钥闯觯€路4的相關系數(shù)絕對值最大，所以可以確定時線路4發(fā)生了斷線故障。

綜上分析可以看出基于非故障相電流相關性比較的斷線識別方法不受配電網(wǎng)中性點接地方式和斷線位置的影響，可以可靠識別斷線不接地故障以及斷線加負荷側接地故障。