基于模型誤差的配電網(wǎng)單相接地故障區(qū)段定位方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于模型誤差的配電網(wǎng)單相接地故障區(qū)段定位方法，針對(duì)配電網(wǎng)消弧線圈接地系統(tǒng)，單相接地故障后選線一直沒(méi)有很好地解決，故障定位更是難以談及，本發(fā)明在各線路出口及分支處安裝接地故障檢測(cè)裝置，在系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障后，在一定的頻段內(nèi)，健全區(qū)段可以等效為穩(wěn)定的電容，而故障區(qū)段不能等效為穩(wěn)定的電容，以電容模型為基準(zhǔn)，定義模型誤差用于描述故障數(shù)據(jù)與基準(zhǔn)模型的符合程度，若模型誤差小于整定值，判別為健全區(qū)段；若模型誤差大于整定值，判別為故障區(qū)段。該方法原理簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，能夠快速、可靠地進(jìn)行故障區(qū)段定位，具有很好的適用性，本發(fā)明可以用故障后的穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)來(lái)一直判斷故障區(qū)段，增加故障定位的準(zhǔn)確度。
【專(zhuān)利說(shuō)明】基于模型誤差的配電網(wǎng)單相接地故障區(qū)段定位方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電力系統(tǒng)故障區(qū)段定位的方法，具體涉一種基于模型誤差的中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的配電網(wǎng)單相接地故障區(qū)段定位方法。

【背景技術(shù)】
[0002]配電網(wǎng)與用戶直接相連，其可靠性在很大程度上決定了電力系統(tǒng)的供電質(zhì)量。提高配電網(wǎng)的供電可靠性是提高電力系統(tǒng)供電可靠性的重要研究?jī)?nèi)容。傳統(tǒng)的配電網(wǎng)線路多采用輻射供電方式，分支點(diǎn)處無(wú)斷路器和控制設(shè)備，恢復(fù)供電所需時(shí)間長(zhǎng)，影響了配電網(wǎng)供電的可靠性。近年來(lái)，隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展，“自愈”將成為電網(wǎng)的基本功能，而故障區(qū)段定位作為自愈的基礎(chǔ)，是智能電網(wǎng)的重要研究?jī)?nèi)容。
[0003]我國(guó)配電網(wǎng)大多采用中性點(diǎn)小電流接地方式,受中性點(diǎn)接地方式、配電網(wǎng)規(guī)模、過(guò)渡電阻等因素的影響，故障選線問(wèn)題一直沒(méi)有得到圓滿解決，區(qū)段定位更無(wú)從談起。小電流接地系統(tǒng)發(fā)生相間故障時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的短路電流，其區(qū)段定位易于實(shí)現(xiàn)。但發(fā)生單相接地故障時(shí)短路電流小，流過(guò)故障和非故障線路的電流變化僅為對(duì)地電容電流的變化。特別當(dāng)系統(tǒng)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地，且采用過(guò)補(bǔ)償方式工作時(shí)，利用工頻量的變化難于區(qū)分故障線路與非故障線路。故對(duì)于經(jīng)消弧線圈接地的系統(tǒng)只能采用暫態(tài)量進(jìn)行選線，且單相接地時(shí)，接地電容電流的暫態(tài)分量可能比穩(wěn)態(tài)值大幾倍到幾十倍。
[0004]基于暫態(tài)信號(hào)的選線方法靈敏度較高且不受消弧線圈的影響，但現(xiàn)有方法大多有待完善。在現(xiàn)有的利用暫態(tài)量方法中，首半波法是基于單相接地故障發(fā)生在故障相電壓接近最大值附近這一假設(shè)條件，而在相電壓過(guò)零附近故障時(shí)，暫態(tài)量微弱，難于滿足要求。小波分析法雖然可以比較精確的提取故障信號(hào)，但也存在一些問(wèn)題，如該方法對(duì)微變量過(guò)于敏感，抗干擾能力差；當(dāng)故障點(diǎn)經(jīng)大過(guò)渡電阻接地時(shí)，該方法不能進(jìn)行。行波法由于故障后行波波頭難于準(zhǔn)確捕捉，且采樣頻率要求高等因素，難于實(shí)現(xiàn)?；谝陨戏N種因素可以看出，消弧線圈接地系統(tǒng)的選線問(wèn)題一直是沒(méi)有解決好的問(wèn)題，而區(qū)段定位研究成果更無(wú)從談起，所以研究故障區(qū)段定位方法將會(huì)對(duì)配電網(wǎng)的智能化帶來(lái)重要的現(xiàn)實(shí)意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種基于模型誤差的配電網(wǎng)單相接地故障區(qū)段定位方法。
[0006]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:
[0007]該故障區(qū)段定位方法包括以下步驟:在選定的頻帶下以及指定的電壓參考方向和電流參考方向下，利用故障后初始時(shí)段識(shí)別的電容模型為基準(zhǔn)模型，根據(jù)初始時(shí)段后識(shí)別的各個(gè)區(qū)段的電容模型與各個(gè)區(qū)段對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)模型求取模型誤差，若模型誤差小于等于整定值，判別對(duì)應(yīng)區(qū)段為健全區(qū)段，若模型誤差大于整定值，判別對(duì)應(yīng)區(qū)段為故障區(qū)段。
[0008]所述電壓參考方向?yàn)闇y(cè)量點(diǎn)相對(duì)于地，電流參考方向?yàn)橛赡妇€到線路。
[0009]所述頻帶為150Hz?600Hz。
[0010]所述基準(zhǔn)模型的獲取方法包括以下步驟:利用故障后初始時(shí)段采集的零序電流ix與零序電壓Ux數(shù)據(jù)，通過(guò)

【權(quán)利要求】
1.一種基于模型誤差的配電網(wǎng)單相接地故障區(qū)段定位方法，其特征在于: 該故障區(qū)段定位方法包括以下步驟:在選定的頻帶下以及指定的電壓參考方向和電流參考方向下，利用故障后初始時(shí)段識(shí)別的電容模型為基準(zhǔn)模型，根據(jù)初始時(shí)段后識(shí)別的各個(gè)區(qū)段的電容模型與各個(gè)區(qū)段對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)模型求取模型誤差，若模型誤差小于等于整定值，判別對(duì)應(yīng)區(qū)段為健全區(qū)段，若模型誤差大于整定值，判別對(duì)應(yīng)區(qū)段為故障區(qū)段。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于模型誤差的配電網(wǎng)單相接地故障區(qū)段定位方法，其特征在于:所述電壓參考方向?yàn)闇y(cè)量點(diǎn)相對(duì)于地，電流參考方向?yàn)橛赡妇€到線路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于模型誤差的配電網(wǎng)單相接地故障區(qū)段定位方法，其特征在于:所述頻帶為150Hz~600Hz。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于模型誤差的配電網(wǎng)單相接地故障區(qū)段定位方法，其特征在于:所述基準(zhǔn)模型的獲取方法包括以下步驟:利用故障后初始時(shí)段采集的零序電流ix與零序電壓Ux數(shù)據(jù)，通過(guò)
結(jié)合最小二乘法，識(shí)別出區(qū)段X的電容值Cx，Cx是計(jì)算區(qū)
段X的模型誤差的基準(zhǔn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于模型誤差的配電網(wǎng)單相接地故障區(qū)段定位方法，其特征在于:所述初始時(shí)段取故障后0.2個(gè)周波。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于模型誤差的配電網(wǎng)單相接地故障區(qū)段定位方法，其特征在于:所述模型誤差按照以下公式計(jì)算
其中，I 表示模型誤差，i表示故障后零序電流，C表示初始時(shí)段識(shí)別出的電容值，u表示故障后零序電壓。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于模型誤差的配電網(wǎng)單相接地故障區(qū)段定位方法，其特征在于:所述故障區(qū)段定位方法具體包括以下步驟: 步驟一:系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障后，在線路測(cè)量點(diǎn)處對(duì)零序電壓以及零序電流進(jìn)行同步采樣，然后通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器將采樣得到的零序電壓以及零序電流轉(zhuǎn)化為數(shù)字量； 步驟二:對(duì)所述數(shù)字量進(jìn)行頻帶為150Hz~600Hz的帶通濾波處理，獲得零序電流分量和零序電壓分量，求取零序電壓分量的導(dǎo)數(shù)值，計(jì)算故障后初始時(shí)段零序電壓分量的導(dǎo)數(shù)值與零序電流分量的比值并結(jié)合最小二乘算法識(shí)別出各個(gè)區(qū)段對(duì)應(yīng)的電容值，得到電容模型； 步驟三:以步驟二識(shí)別的電容模型為基準(zhǔn)模型，分別計(jì)算初始時(shí)段后識(shí)別的各個(gè)區(qū)段的電容模型與各個(gè)區(qū)段對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)模型的模型誤差I(lǐng) ，設(shè)定整定值I ，若ξ > ξ整則判定對(duì)應(yīng)區(qū)段為故障區(qū)段，否則，判定對(duì)應(yīng)區(qū)段為健全區(qū)段。
【文檔編號(hào)】G06F19/00GK104181441SQ201410415297
【公開(kāi)日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年8月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月21日
【發(fā)明者】宋國(guó)兵, 馬志賓, 劉珮瑤, 唐吉斯, 劉術(shù)波, 劉健 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué), 國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)陜西省電力公司電力科學(xué)研究院, 國(guó)網(wǎng)山東省電力公司青島供電公司