一種基于故障自適應技術的配電網故障判決方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及電子電力技術領域，尤其涉及一種基于故障自適應技術的配電網故障 判決方法。
【背景技術】
[0002] 隨著電網的發(fā)展，電網的容量越來越大、對電網的可靠性要求越來越高、對智能化 提出更高要求。近年來，各地供電公司逐步建設了配電網自動化系統(tǒng)，對提高配電網運行管 理水平起到積極作用。實現故障的快速定位隔離是配電網自動化的一項核心功能。
[0003] 現有的配電網接地故障類型主要包括單相接地、兩相接地短路、兩相短路和三相 短路接地等。在實際應用環(huán)境中，按照故障時效進行分類，配電網故障可以分為瞬時性故 障（含間歇性故障）和永久性故障；按照故障現象進行分類，配電網故障可以分為金屬性接 地故障和非金屬接地故障；按照發(fā)生故障線路數量進行分類還可以分為單相、兩相、三相故 障。
[0004] 在以往的消弧線圈接地系統(tǒng)里，發(fā)生接地故障時，由于消弧線圈的補償，使得自動 化的智能終端難以準確定位故障，無法實現其自動隔離故障的功能，配網自動化的效用大 打折扣。實現配電網故障的準確判決將是配電網故障快速定位隔離的必要前提條件。

【發(fā)明內容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術問題是，提供一種基于故障自適應技術的配電網故障判決 方法，實現對配電網故障類型的準確判定。
[0006] 為解決以上技術問題，本發(fā)明實施例提供一種基于故障自適應技術的配電網故障 判決方法，包括：
[0007] 在配電網發(fā)生故障時，根據已測量的配電網電容值和電流值，計算出需要補償的 電感電流；
[0008] 根據所述電感電流的值，控制可控電抗器向配電網輸出補償電流，并設置額定補 償時間；
[0009] 當配電網的故障在所述額定補償時間內自動消除恢復至正常狀態(tài)時，則判定配電 網發(fā)生了瞬時性故障；
[0010] 當配電網的故障在超過所述額定補償時間后仍然存在時，則判定配電網發(fā)生了永 久性故障。
[0011] 優(yōu)選地，所述根據電感電流的值，控制可控電抗器向配電網輸出補償電流，具體 為：采用基于短時可控電抗器的接地電阻裝置對配電網進行零序電流補償；所述基于短時 可控電抗器的接地電阻裝置包括并行運行的消弧線圈接地系統(tǒng)和小電阻接地系統(tǒng)。
[0012] 進一步地，所述的基于故障自適應技術的配電網故障判決方法，還包括：
[0013] 在配電網發(fā)生接地故障時，檢測配電網中性點電壓；若配電網中性點等效于經過 所述消弧線圈接地系統(tǒng)發(fā)生接地故障時，則判定配電網發(fā)生金屬性接地故障；
[0014] 若配電網中性點等效于經過所述小電阻接地系統(tǒng)發(fā)生接地故障時，則判定配電網 發(fā)生非金屬性接地故障。
[0015] 在一種可實現的方式中，所述的基于故障自適應技術的配電網故障判決方法，還 包括，
[0016] 在配電網發(fā)生接地故障時，檢測配電網三相母線的對地電流、對地電壓和對地電 容；若三相電壓不平衡，且其中一相母線的對地電壓為零，另外兩相母線的對地電壓升高為 線電壓，并且，從故障點流出的對地電流為零，故障點的對地電容被短接，中性點發(fā)生位移 且消弧線圈兩端的電壓為零序電壓，消弧線圈接地系統(tǒng)的電感電流通過故障點與單一的故 障線路相通，則判定配電網發(fā)生單相接地故障。
[0017] 在又一種可實現的方式中，所述的基于故障自適應技術的配電網故障判決方法， 還包括，
[0018] 在配電網發(fā)生接地故障時，檢測配電網三相母線的對地電流、對地電壓和對地電 容；若三相電壓不平衡，且其中兩相母線的對地電壓為零，另外的一相母線的對地電壓升高 為線電壓，并且，從故障點流出的對地電流為零，故障點的對地電容被短接，中性點發(fā)生位 移且消弧線圈兩端的電壓為零序電壓，消弧線圈接地系統(tǒng)的電感電流通過故障點與兩個故 障線路相通，則判定配電網發(fā)生兩相接地故障。
[0019] 在又一種可實現的方式中，所述的基于故障自適應技術的配電網故障判決方法， 還包括，
[0020] 在配電網發(fā)生接地故障時，檢測配電網三相母線的對地電流、對地電壓和對地電 容；若三相電壓平衡，且配電網各相線路的對地電壓降低，各相流向故障點的電流幅值相等 且三相相位互差120度，中性點未發(fā)生偏移且無零序電流產生，則判定配電網發(fā)生三相接 地故障。
[0021] 本發(fā)明實施例提供的基于故障自適應技術的配電網故障判決方法，可以在配電網 發(fā)生故障時，根據已測量的配電網電容值和電流值，計算出需要補償的電感電流，控制可控 電抗器向配電網輸出補償電流對該電感電流進行補償，根據在額定補償時間內該配電網故 障是否自動消除而恢復至正常狀態(tài)來區(qū)分瞬時性故障和永久性故障，從而使得配電網自動 化系統(tǒng)智能地選擇故障消除方案。當系統(tǒng)發(fā)生瞬時性故障時，可以采用消弧線圈接地系統(tǒng) 對故障點電感電流進行補償；當系統(tǒng)發(fā)生永久性故障時，可以采用小電阻接地系統(tǒng)對故障 點進行電流補償。
[0022] 本發(fā)明實施例還可以進一步判斷金屬性接地故障與非金屬接地故障，以及，單相、 兩相和三相的配電網故障類型；此外，結合各種判斷條件，可以進一步區(qū)分金屬性瞬時接地 故障與金屬性永久接地故障、非金屬性瞬時接地故障與非金屬性永久接地故障、金屬性單 相瞬時接地故障與金屬性單相永久接地故障等類型的故障。因此，本發(fā)明實施例提供的基 于故障自適應技術的配電網故障判決方法可以準確地判斷出各種配電網故障類型，有助于 對配電網故障的快速定位和配網自動化的實現。
【附圖說明】
[0023] 圖1是本發(fā)明提供的故障前配電網三相的正序向量的關系圖。
[0024] 圖2是本發(fā)明提供的故障前配電網三相的負序向量的關系圖。
[0025] 圖3是本發(fā)明提供的故障前配電網三相的零序向量的關系圖。
[0026] 圖4是本發(fā)明提供的基于故障自適應技術的配電網故障判決方法的一個實施例 的步驟流程圖。
[0027] 圖5是本發(fā)明提供的基于短時可控電抗器的接地電阻裝置的一個實施例的結構 示意圖。
[0028] 圖6是本發(fā)明提供的配電網單相接地故障的一種結構示意圖。
[0029] 圖7是本發(fā)明提供的配電網單相接地故障的變換獲得的復合序網示意圖。
[0030] 圖8是本發(fā)明提供的配電網兩相接地故障的一種結構示意圖。
[0031] 圖9是本發(fā)明提供的配電網兩相接地故障的變換獲得的復合序網示意圖。
【具體實施方式】
[0032] 下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完 整地描述。
[0033] 在本發(fā)明實施例中，將配電網視為無限大系統(tǒng)，使用對稱分量法分析，故障前配電 網三相平衡。
[0034] 參看圖1，是本發(fā)明提供的故障前配電網三相的正序向量的關系圖。參看圖2,是 本發(fā)明提供的故障前配電網三相的負序向量的關系圖；參看圖3,是本發(fā)明提供的故障前 配電網三相的零序向量的關系圖。
[0035] 在本實施例中，使用（a)、（b)、（c)表示三組對稱向量。其中，如圖1所示，正序向 量^^、幅值相等，相位為a相超前b相120度、b相超前c相120度；如 圖2所示，負序向量夂⑵、Λ(2>幅值相等，相序與正序相反；如圖3所示，零序向量 丨》、凡⑴）、其調幅值和相位均相同。
[0036] 在利用對稱分量法對配電網三相的向量關系進行分析時，利用三組對稱的向量合 成得三個不對稱的向量瓦、M、K，為：
[0037]
[0038] 其中，式子（1)中的向量a為：將式子⑴應用至配電網基 頻電流，則有：
[0039]
[0040] 即將配電網各相電流分解成三組對稱的電流，a相分解為I義、./??:、/??)，. b相 和c相同理；其中各相正序電流互差120度，負序電流和正序相位相反，零序電流完全相位 幅值相等。由上式（2)可知，只有當三相電流之和不等于零時才有零序分量；同時在有中性 線的星形接法中才有可能三相電流不為零，中性線中的電流為三倍零序電流，并且，零序電 流必須以中性線作為通路。
[0041] 因此，利用以上根據對稱分量法獲得的配電網特性，可以實現對配電網故障類型 的準確判定。
[0042] 參見圖4,是本發(fā)明提供的基于故障自適應技術的配電網故障判決方法的一個實 施例的步驟流程圖。
[0043] 在本實施例中，所述的基于故障自適應技術的配電網故障判決方法包括以下步 驟：
[0044] 步驟