一种基于故障自适应技术的配电网故障判决方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电子电力技术领域，尤其涉及一种基于故障自适应技术的配电网故障 判决方法。
【背景技术】
[0002] 随着电网的发展，电网的容量越来越大、对电网的可靠性要求越来越高、对智能化 提出更高要求。近年来，各地供电公司逐步建设了配电网自动化系统，对提高配电网运行管 理水平起到积极作用。实现故障的快速定位隔离是配电网自动化的一项核心功能。
[0003] 现有的配电网接地故障类型主要包括单相接地、两相接地短路、两相短路和三相 短路接地等。在实际应用环境中，按照故障时效进行分类，配电网故障可以分为瞬时性故 障（含间歇性故障）和永久性故障；按照故障现象进行分类，配电网故障可以分为金属性接 地故障和非金属接地故障；按照发生故障线路数量进行分类还可以分为单相、两相、三相故 障。
[0004] 在以往的消弧线圈接地系统里，发生接地故障时，由于消弧线圈的补偿，使得自动 化的智能终端难以准确定位故障，无法实现其自动隔离故障的功能，配网自动化的效用大 打折扣。实现配电网故障的准确判决将是配电网故障快速定位隔离的必要前提条件。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题是，提供一种基于故障自适应技术的配电网故障判决 方法，实现对配电网故障类型的准确判定。
[0006] 为解决以上技术问题，本发明实施例提供一种基于故障自适应技术的配电网故障 判决方法，包括：
[0007] 在配电网发生故障时，根据已测量的配电网电容值和电流值，计算出需要补偿的 电感电流；
[0008] 根据所述电感电流的值，控制可控电抗器向配电网输出补偿电流，并设置额定补 偿时间；
[0009] 当配电网的故障在所述额定补偿时间内自动消除恢复至正常状态时，则判定配电 网发生了瞬时性故障；
[0010] 当配电网的故障在超过所述额定补偿时间后仍然存在时，则判定配电网发生了永 久性故障。
[0011] 优选地，所述根据电感电流的值，控制可控电抗器向配电网输出补偿电流，具体 为：采用基于短时可控电抗器的接地电阻装置对配电网进行零序电流补偿；所述基于短时 可控电抗器的接地电阻装置包括并行运行的消弧线圈接地系统和小电阻接地系统。
[0012] 进一步地，所述的基于故障自适应技术的配电网故障判决方法，还包括：
[0013] 在配电网发生接地故障时，检测配电网中性点电压；若配电网中性点等效于经过 所述消弧线圈接地系统发生接地故障时，则判定配电网发生金属性接地故障；
[0014] 若配电网中性点等效于经过所述小电阻接地系统发生接地故障时，则判定配电网 发生非金属性接地故障。
[0015] 在一种可实现的方式中，所述的基于故障自适应技术的配电网故障判决方法，还 包括，
[0016] 在配电网发生接地故障时，检测配电网三相母线的对地电流、对地电压和对地电 容；若三相电压不平衡，且其中一相母线的对地电压为零，另外两相母线的对地电压升高为 线电压，并且，从故障点流出的对地电流为零，故障点的对地电容被短接，中性点发生位移 且消弧线圈两端的电压为零序电压，消弧线圈接地系统的电感电流通过故障点与单一的故 障线路相通，则判定配电网发生单相接地故障。
[0017] 在又一种可实现的方式中，所述的基于故障自适应技术的配电网故障判决方法， 还包括，
[0018] 在配电网发生接地故障时，检测配电网三相母线的对地电流、对地电压和对地电 容；若三相电压不平衡，且其中两相母线的对地电压为零，另外的一相母线的对地电压升高 为线电压，并且，从故障点流出的对地电流为零，故障点的对地电容被短接，中性点发生位 移且消弧线圈两端的电压为零序电压，消弧线圈接地系统的电感电流通过故障点与两个故 障线路相通，则判定配电网发生两相接地故障。
[0019] 在又一种可实现的方式中，所述的基于故障自适应技术的配电网故障判决方法， 还包括，
[0020] 在配电网发生接地故障时，检测配电网三相母线的对地电流、对地电压和对地电 容；若三相电压平衡，且配电网各相线路的对地电压降低，各相流向故障点的电流幅值相等 且三相相位互差120度，中性点未发生偏移且无零序电流产生，则判定配电网发生三相接 地故障。
[0021] 本发明实施例提供的基于故障自适应技术的配电网故障判决方法，可以在配电网 发生故障时，根据已测量的配电网电容值和电流值，计算出需要补偿的电感电流，控制可控 电抗器向配电网输出补偿电流对该电感电流进行补偿，根据在额定补偿时间内该配电网故 障是否自动消除而恢复至正常状态来区分瞬时性故障和永久性故障，从而使得配电网自动 化系统智能地选择故障消除方案。当系统发生瞬时性故障时，可以采用消弧线圈接地系统 对故障点电感电流进行补偿；当系统发生永久性故障时，可以采用小电阻接地系统对故障 点进行电流补偿。
[0022] 本发明实施例还可以进一步判断金属性接地故障与非金属接地故障，以及，单相、 两相和三相的配电网故障类型；此外，结合各种判断条件，可以进一步区分金属性瞬时接地 故障与金属性永久接地故障、非金属性瞬时接地故障与非金属性永久接地故障、金属性单 相瞬时接地故障与金属性单相永久接地故障等类型的故障。因此，本发明实施例提供的基 于故障自适应技术的配电网故障判决方法可以准确地判断出各种配电网故障类型，有助于 对配电网故障的快速定位和配网自动化的实现。
【附图说明】
[0023] 图1是本发明提供的故障前配电网三相的正序向量的关系图。
[0024] 图2是本发明提供的故障前配电网三相的负序向量的关系图。
[0025] 图3是本发明提供的故障前配电网三相的零序向量的关系图。
[0026] 图4是本发明提供的基于故障自适应技术的配电网故障判决方法的一个实施例 的步骤流程图。
[0027] 图5是本发明提供的基于短时可控电抗器的接地电阻装置的一个实施例的结构 示意图。
[0028] 图6是本发明提供的配电网单相接地故障的一种结构示意图。
[0029] 图7是本发明提供的配电网单相接地故障的变换获得的复合序网示意图。
[0030] 图8是本发明提供的配电网两相接地故障的一种结构示意图。
[0031] 图9是本发明提供的配电网两相接地故障的变换获得的复合序网示意图。
【具体实施方式】
[0032] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述。
[0033] 在本发明实施例中，将配电网视为无限大系统，使用对称分量法分析，故障前配电 网三相平衡。
[0034] 参看图1，是本发明提供的故障前配电网三相的正序向量的关系图。参看图2,是 本发明提供的故障前配电网三相的负序向量的关系图；参看图3,是本发明提供的故障前 配电网三相的零序向量的关系图。
[0035] 在本实施例中，使用（a)、（b)、（c)表示三组对称向量。其中，如图1所示，正序向 量^^、幅值相等，相位为a相超前b相120度、b相超前c相120度；如 图2所示，负序向量夂⑵、Λ(2>幅值相等，相序与正序相反；如图3所示，零序向量 丨》、凡⑴）、其调幅值和相位均相同。
[0036] 在利用对称分量法对配电网三相的向量关系进行分析时，利用三组对称的向量合 成得三个不对称的向量瓦、M、K，为：
[0037]
[0038] 其中，式子（1)中的向量a为：将式子⑴应用至配电网基 频电流，则有：
[0039]
[0040] 即将配电网各相电流分解成三组对称的电流，a相分解为I義、./??:、/??)，. b相 和c相同理；其中各相正序电流互差120度，负序电流和正序相位相反，零序电流完全相位 幅值相等。由上式（2)可知，只有当三相电流之和不等于零时才有零序分量；同时在有中性 线的星形接法中才有可能三相电流不为零，中性线中的电流为三倍零序电流，并且，零序电 流必须以中性线作为通路。
[0041] 因此，利用以上根据对称分量法获得的配电网特性，可以实现对配电网故障类型 的准确判定。
[0042] 参见图4,是本发明提供的基于故障自适应技术的配电网故障判决方法的一个实 施例的步骤流程图。
[0043] 在本实施例中，所述的基于故障自适应技术的配电网故障判决方法包括以下步 骤：
[0044] 步骤