变电站直流电源系统故障特征检测方法
【技术领域】
[0001]本发明属于变电站直流系统领域，特别涉及一种变电站直流电源系统故障特征检测方法。
【背景技术】
[0002]电力系统中的变电站直流电源系统由充电装置、降压装置、蓄电池组、直流母线、直流配电等部分组成，为变电站内的继电保护及自动装置、断路器操作、通信设备等设备提供工作直流电源。它的正常与否直接影响变电站的安全运行。在变电站的实际运行中，直流电源系统事实上遭受着诸多的干扰，严重影响着直流系统电源的质量，威胁着保护及自动化装置的安全运行，给电网的安全运行带来较大影响。
[0003]为了准确监测变电站直流电源系统的各类异常情况，需要研究一种变电站直流电源系统故障特征检测方法。由于各变电站直流电源系统设备配置及系统网络结线的不同，甚至同一变电站由于设备的改扩建，对不同的变电站以及同一变电站在不同的时期，直流电源系统的正或负端对地电容会有较大的差异，发生故障或异常时所反映出的故障特征量数值也会各不相同，作为变电站直流电源系统故障信息采集装置，如果采用一个固定值作为直流母线故障检测启动的门槛，将很难保证准确检测到故障信息，会严重影响故障判断的灵敏度。为了保证直流电源系统故障信息采集装置能适应各变电站的监测要求，需要根据变电站直流电源系统运行工况来确定故障启动门槛，以取得快速、准确的捕捉故障信息的启动方法。
【发明内容】
[0004]发明目的:本发明提供了一种变电站直流电源系统故障特征检测方法，以解决现有技术中的问题。
[0005]技术方案:为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案:
[0006]一种变电站直流电源系统故障特征检测方法，包括至少以下一种检测:直流母线运行工况检测、蓄电池组运行工况检测、充电装置运行工况检测、直流母线电压故障检测、直流母线电流故障检测、直流系统交流窜入故障检测和充电装置输入侧交流故障检测；其中，
[0007]所述直流母线运行工况检测包括直流母线运行实时有效值的采集和直流母线运行状态判别；所述直流母线运行状态判别是指比较采集的所述直流母线运行实时有效值是否在预先设定的一个范围内，当此范围内判定为直流母线运行状态正常，否则为直流母线运行状态异常；
[0008]所述蓄电池组运行工况检测包括蓄电池组运行实时有效值采集和蓄电池组运行状态判别；所述蓄电池组运行状态判别是指比较采集的蓄电池组运行实时有效值是否在预先设定的一个范围内，当在这个范围内判定为蓄电池组运行状态正常，否则为蓄电池组运行状态异常；
[0009]所述充电装置运行工况检测包括充电装置运行实时有效值采集和充电装置运行状态判别；所述充电装置运行状态判别是指比较采集到的充电装置运行实时有效值是否在预先设定的一个范围内，当在这个范围内判定为充电装置运行状态正常，否则为充电装置运行状态异常；
[0010]所述直流母线电压故障检测是指通过所述直流母线运行工况检测获取当前时刻的直流母线电压值，并和此前某一 η时刻的直流母线电压值进行相减，当电压差的绝对值大于直流母线电压故障门槛时，判定为所述直流母线电压故障；直流母线电压故障门槛为用户设定的直流母线电压故障比例门槛和所述直流母线正常运行状态时的直流母线电压值的乘积；
[0011]直流母线电压故障检测的的公式为:
[0012]V (O)-V (-n) |>v% *Vz
[0013]V⑹:当前时刻的直流母线电压值；
[0014]V (-η):此前某一 η时刻的直流母线电压值；
[0015]ν%:用户设定的直流母线电压故障比例门槛；
[0016]Vz:直流母线正常运行工况的直流母线电压值；
[0017]所述直流母线电流故障检测是指通过所述直流母线运行工况检测获取当前时刻的直流母线电流值，并和此前某一 η时刻的直流母线电流值进行相减，当电流差的绝对值大于直流母线电流故障门槛时，判定为所述的直流母线电流故障；直流母线电流故障门槛为用户设定的直流母线电流故障比例门槛和所述直流母线正常运行状态时的直流母线电流值的乘积；
[0018]直流母线电流故障检测的公式为:
[0019]I (O) -1 (-η) I >i % *Iz
[0020]I (O):当前时刻的直流母线电流值；
[0021 ] I (-η):此前某一 η时刻的直流母线电流值；
[0022]i%:用户设定的直流母线电流故障比例门槛；
[0023]Iz:直流母线正常运行的直流母线电流值；
[0024]所述直流母线交流窜入故障检测是指通过所述直流母线运行工况检测获取当前时刻的直流母线交流窜入电压值，当直流母线交流窜入电压值大于设定的直流母线交流窜入故障门槛，且在所述直流母线运行工况检测获取当前时刻的直流母线正或负端对地电压，和此前某一 η时刻的直流母线正或负端对地电压进行相减值的绝对值，大于设定的直流母线电压变化故障门槛时，判定为所述的直流母线交流窜入故障；
[0025]直流母线交流窜入故障检测的公式为:
[0026]Vac(0)>Vd 且 | Vz (O)-Vz (_n) | >Vdz
[0027]Vac(O):当前时刻的直流母线交流窜入电压值；
[0028]Vd:用户设定的直流母线交流窜入故障门滥值；
[0029]Vz (O):当前时刻的直流母线正或负端对地电压值；
[0030]Vz (-η):此前某一 η时刻的直流母线正或负端对地电压值；
[0031]Vdz:用户设定的直流母线电压故障门槛值；
[0032]所述蓄电池组低电压状态大负荷动作检测是指通过所述蓄电池组运行工况检测获取当前时刻的蓄电池组电压值，当电压值小于设定的蓄电池组低压门槛，且在所述蓄电池组运行工况检测获取当前时刻的蓄电池组电流大于设定的蓄电池组大负荷动作门槛时，且所述蓄电池组电流方向为放电，判定为所述蓄电池组低电压状态大负荷动作；
[0033]蓄电池组低电压状态大负荷动作检测的公式为:
[0034]￥叉(0)〈￥叉(1且1叉(0)>1叉(1且11>0
[0035]Vx(O):当前时刻的蓄电池组电压值；
[0036]Vxd:用户设定的蓄电池组低压门槛；
[0037]Ix(O):当前时刻的蓄电池组电流值；
[0038]Ixd:用户设定的蓄电池组大负荷动作门槛；
[0039]I 1:蓄电池电流方向为放电；
[0040]所述充电装置输入侧交流电源故障，是指通过检测当前时刻的充电装置电源的零序电压和负序电压，当零序电压或负序电压值大于门槛值时判定为充电装置交流电源故障；或检测当前时刻的充电装置电源的零序电流和负序电流，当零序电流或负序电流值大于门槛值时判定为充电装置交流电源故障。
[0041]进一步的，所述直流母线运行实时有效值的采集包括采集直流控制母线电压、直流控制母线电流、直流控制母线交流窜入电压、直流控制母线正或负端对地电压、直流充电母线电压、直流充电母线电流、直流充电母线交流窜入电压、直流充电母线正或负端对地电压。
[0042]进一步的，当判定所述直流母线运行实时有效值为正常后，再通过多次采集判断数据的稳定性，数据稳定后将这些采集数据作为直流电源系统的正常运行工况数据。
[0043]进一步的，所述直流母线运行实时有效值的稳定性是指本次和前次采集判断数据的变化量小于5%。
[0044]进一步的，所述蓄电池组运行实时有效值采集包括采集蓄电池组电压、蓄电池组电流、蓄电池组电流方向，其中，所述蓄电池组电流方向是指蓄电池组正端电流流向电池为负，则为充电；蓄电池组正端电流流出电池为正，则为放电。
[0045]进一步的，所述充电装置运行实时有效值采集包括采集充电装置输入侧零序电压、充电装置输入侧负序电压、充电装置输入侧零序电流、充电装置输入侧负序电流。
[0046]进