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一种配电网单相接地故障检测方法和系统


技术摘要:
本发明涉及一种配电网单相接地故障检测方法和系统。一种配电网单相接地故障检测方法,包括步骤:S1、若干所述检测装置将检测到的三相电流采样数据发送到所述检测汇集终端中,所述检测汇集终端对所有的所述三相电流采样数据进行滤波;S2、所述检测汇集终端根据每个所述  全部
背景技术:
电能作为一种清洁、高效的二次能源,密切关系着国民经济建设以及人们的日常 生活,而集电能生产、输送、分配和消费的电力系统作为国计民生的支柱产业对各行各业至 关重要。随着现代社会的进步,经济的高速发展,用电负荷的猛增,对电力系统的可靠性、稳 定性、安全性以及质量上提出了越来越高的要求。 我国的配电网主要采用小电流接地方式,对于单相接地故障,由于三相间的线电 压仍然对称,且故障电流很小,不影响对负荷连续供电,因此允许继续运行1~2小时。此时, 健全相电压升高至正常时的 倍,若长时间带故障运行,系统过电压可能对电力设备造成 损害,甚至使故障发展为多点接地短路,影响系统的安全运行。通常采用拉路法来确定单相 接地故障线路后人工巡线查找故障点,即使安装有小电流接地选线装置的变电站,由于装 置的可靠性较差,运行人员对选线结果不完全相信,大部分时间依然采用人工拉路的方法 来识别故障线路。这样就造成了健全线路不必要的短时停电,同时选出故障线路后人工巡 线查找故障点的工作量也非常繁重,不利于故障的快速清除,增加了停电时间,降低了供电 可靠性。 现有的的接地故障识别方法是基于故障暂态量的算法,虽然可以有效解决目前单 相接地问题,但是其必须采集故障时刻的零序电压和零序电流,要求一次开关设备必须具 备零序电压和零序电流采集的感知设备(互感器),其原理如下: 当我们设定电流的参考方向为母线流向线路时,在这一频带,不管是中性点不接 地,还是中性点经消弧线圈接地,都能够做到健全部分终端和故障部分终端有相反等效模 型,即健全部分终端的端口阻抗可以等效成一个正电容模型,而故障部分终端的端口阻抗 等效成负电容模型。单相接地故障检测终端利用所测电压和电流来识别电容值的正负,可 确定单相接地故障是否发生在其下游。具体判据如下: 安装在健全线路或故障线路故障点下游的单相接地故障检测终端检测到的零序 电压、电流应满足如下关系: 安装故障线路故障点上游的单相接地故障检 测终端检测到的零序电压、电流应满足如下关系: 也即,若单相接地故障检 测终端识别出的电容值为负,则可以判断出单相接地故障发生在其下游;否则,单相接地故 障不是发生在其下游。 专利号为ZL201711364629.4的专利文献公开了一种电网配电线路故障在线监测 方法及系统,所述方法包括以下步骤:在配电线路上设置故障监测点,在所述故障监测点安 装故障指示器,所述故障指示器用于采集所述故障监测点的电流和电压;通过网络通信装 4 CN 111579919 A 说 明 书 2/6 页 置将所述故障监测点的电流和电压传输至控制中心;所述控制中心接收所述故障监测点的 电流和电压并进行分析,判定所述故障监测点是否发生故障。本申请提供的电网配电线路 故障在线监测方法及系统,实现了对电网配单线路故障的在线监测,但还是需要单一检测 装置检测多种数据,增加计算量,就会对识别精度产生影响。 因而现有的配电网中单相接地故障的识别存在不足,还有待改进和提高。
技术实现要素:
鉴于上述现有技术的不足之处,本发明的目的在于提供一种配电网单相接地故障 检测方法和系统,只需要检测配电网中的电流数据,就能够解决精准识别单相接地的位置。 为了达到上述目的,本发明采取了以下技术方案: 一种配电网单相接地故障检测方法,将若干检测装置装设在所述配电网的各个节 点上,若干所述检测装置分别与检测汇集终端连接,包括步骤: S1、若干所述检测装置将检测到的三相电流采样数据发送到所述检测汇集终端 中,所述检测汇集终端对所有的所述三相电流采样数据进行滤波; S2、所述检测汇集终端根据每个所述检测装置发送的所述三相电流采样数据都分 别计算三相突变电流有效值和两两相线之间的三组相关系数; S3、所述检测汇集终端根据每个所述检测装置的所述三相突变电流有效值和所述 相关系数,判断单相接地的故障部分。 优选的所述的配电网单相接地故障检测方法,所述步骤S3具体包括: S31、所述检测汇集终端获取三相突变电流有效值中的最大突变电流有效值,并判 定是否大于或等于有效阈值,若是,则执行步骤S32;若否,则判定为健全部分; S32、所述检测汇集终端获取三组所述相关系数中的最小相关系数和三相突变电 流有效值中的最小突变电流有效值,并判定是否同时满足所述最小相关系数大于或等于第 一系数阈值,所述最大突变电流有效值小于或等于所述最小突变电流有效值的第一阈值 倍,若是,则判定为健全部分;若否,则执行故障研判操作。 优选的所述的配电网单相接地故障检测方法,所述步骤S32中,所述故障研判操作 包括步骤: S321、判定是否同时满足所述最小相关系数小于或等于第二系数阈值,所述最大 突变电流有效值小于或等于所述最小突变电流有效值的第二阈值倍,若是,则判定为健全 部分;若否,则执行步骤S322; S322、获取三相突变电流有效值的平均突变电流有效值,判定是否同时满足所述 最小相关系数小于或等于第三系数阈值,所述最大突变电流有效值小于或等于所述平均突 变电流有效值的第三阈值倍,若是,则判定为健全部分;若否,则判定为故障部分。 优选的所述的配电网单相接地故障检测方法,所述故障部分为:线路中所述检测 装置的下游线路部分存在接地故障。 优选的所述的配电网单相接地故障检测方法,在步骤S1之前,还包括步骤: S0、若干所述检测装置实时将检测的三相电流采样数据发送到所述检测汇集终端 上,所述检测汇集终端分别根据每个所述检测装置发送的三相电流采样数据,分别计算突 变电量导数,若是任一所述检测装置的所述突变电流导数大于突变导数阈值,则执行步骤 5 CN 111579919 A 说 明 书 3/6 页 S1;若否,则无操作。 优选的所述的配电网单相接地故障检测方法,配电网的类型包括中性点不接地系 统、消弧线圈接地系统。 优选的所述的配电网单相接地故障检测方法,当配电网的类型为所述消弧线圈接 地系统时,所述第一阈值的获得公式为: Kset1=1 P; 其中,Kset1为第一阈值;P为系统过补偿度。 一种配电网单相接地故障检测系统,包括检测汇集终端和若干检测装置,若干所 述检测装置,装设在配电网的各个安装节点,分别与所述检测汇集终端;使用所述的配电网 单相接地故障检测方法。 优选的所述的配电网单相接地故障检测系统,所述安装节点包括:出线首端、线路 分段点、分支线路首端和用户分界点。 优选的所述的配电网单相接地故障检测系统,所述检测装置用于检测三相线路的 电流。 相较于现有技术,本发明提供的一种配电网单相接地故障检测方法和系统,是基 于三相电流采样数据进行单相接地故障的识别,不需要另外采集零序电压信号,提高故障 的检测效率,在配置检测拓扑时,也方便快捷,甚至不需要更新硬件设备,只需要将检测方 法更换成本发明提供的单相接地故障检测方法即可完成更新,具有极大进步。 附图说明 图1是本发明提供的配电网单相接地故障检测方法的流程图; 图2是本发明提供的配电网单相接地故障检测系统的结构框图; 图3是本发明提供的模拟系统模拟电路图; 图4是本发明提供的实施例的模拟结果表图。
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