基于最差原则的故障指示器单相接地故障判定实用化方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及矿区配电网故障指示器单相接地故障判定领域，具体来说是一种基于 最差原则的故障指示器单相接地故障判定实用化方法。
【背景技术】
[0002] 随着经济的发展，人们对供电可靠性的需求不断提高。缩短停电时间，是提高供电 可靠性和供电质量的重要指标。
[0003] 故障定位时间是停电时间的重要组成部分，有效减少故障定位时间是缩短停电时 间的重要手段。特别是在矿区及巷道内，危险气体浓度高，短路或接地故障引起的火花将会 导致灾难性的后果，所以故障的快速判定和隔离尤为重要。故障指示器作为故障定位设备 以其体积小，价格低，对短路及接地故障皆有较好的定位性等特点在矿区配电网中被广泛 应用。
[0004] 在实际应用中，单相接地故障占所有故障的80 %以上，有效辨识和判定单相接地 故障，确定故障区间具有重要现实意义。但在实际应用中单相接地故障发生频繁，且故障信 号健全性差，故障误报和漏报情况频发。故此，研究非健全信息下的故障指示器定位方法具 有重要意义。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于解决矿区配电网故障指示器单相接地故障判定问题，结合配电 网特点，给出一种基于最差原则的故障指示器单相接地故障判定实用化方法。
[0006] 本发明是这样实现的：
[0007] -种基于最差原则的故障指示器单相接地故障判定实用化方法，包括如下步骤：
[0008] 步骤1、确定配电网最小故障判定区域，并根据所述配电网最小故障判定区域确定 故障指示器单相接地故障判定数学模型；
[0009] 步骤2、根据所述故障指示器单相接地故障判定数学模型并基于最差原则，确定单 相接地故障信号误报和漏报辨识原则；
[0010] 步骤3、根据所述故障指示器单相接地故障判定数学模型和所述单相接地故障信 号误报和漏报辨识原则辨识故障指示器上送的单相接地故障信号，将单相接地故障信号进 行修正后，将单相接地故障判定问题转化为最小故障判定区域各设备间的逻辑运算，根据 逻辑运算公式判定出所述最小故障判定区域是否有故障指示器单相接地故障发生。
[0011] 进一步地，所述步骤1中确定故障指示器单相接地故障判定数学模型具体如下：
[0012] 将由故障指示器及馈线段组成的封闭集合称为故障判定区域，如果一个故障判定 区域的所有端点都是故障指示器并且没有内点或者所有内点都是T接点，则称该故障判定 区域为最小故障判定区域；
[0013] 流经单相接地故障电流并流入最小故障判定区域的故障指示器称为该最小故障 判定区域的入域故障指示器，其上送的单相接地故障信号称为该最小故障判定区域的入域 单相接地故障信号；流经单相接地故障电流并流出最小故障判定区域的故障指示器称为该 最小故障判定区域的出域故障指示器，其上送的故障信号称为该最小故障判定区域的出域 单相接地故障信号。
[0014] 进一步地，所述步骤2中误报和漏报辨识原则具体如下：
[0015] 当发生单相接地故障，而故障指示器漏报单相接地故障信号时，其判定原则为：
[0016] 原则1 :当馈线中一相电压突降，另两相电压突升，而故障指示器下游所有故障指 示器至少有1个上送单相接地故障信号时，则该故障指示器上报单相接地故障信号；
[0017] 当未发生单相接地故障，而故障指示器误报单相接地故障信号时，其判定原则 为：
[0018] 原则2 :当馈线中无一相电压突降，另两相电压突升情况，而故障指示器上送单相 接地故障信号时，则该故障指示器不上报单相接地故障信号。
[0019] 进一步地，所述步骤3中将单相接地故障判定问题转化为最小故障判定区域各设 备间的逻辑运算，具体如下：
[0020] 单相接地故障判定的基础是最小故障判定区域，其故障判定准则如下：
[0021] 准则1 :若所述最小故障判定区域的入域单相接地故障信号存在，而所述最小故 障判定区域的出域单相接地故障信号不存在，则该最小故障判定区域有单相接地故障发 生；
[0022] 准则2 :若所述最小故障判定区域的入域单相接地故障信号存在，而所述最小故 障判定区域的出域单相接地故障信号也存在，则该最小故障判定区域无单相接地故障发 生；
[0023] 设AR表示一最小故障判定区域故障逻辑值，其逻辑值为1表示单相接地故障发生 在该最小故障判定区域，其逻辑值为〇表示单相接地故障不发生在该最小故障判定区域， 其逻辑计算表达式为：
[0025] "&&"为逻辑与运算；Fin表示该最小故障判定区域的入域单相接地故障信号逻辑 值，其逻辑值为1表示该最小故障判定区域的入域单相接地故障信号存在，其逻辑值为〇表 示该最小故障判定区域的入域单相接地故障信号不存在；^▲是GFout的逻辑非运算， GFout表示该最小故障判定区域的出域故障指示器组的单相接地故障信号逻辑值，其逻辑 值为1表示该最小故障判定区域的出域故障指示器组的单相接地故障信号存在，其逻辑值 为〇表示该最小故障判定区域的出域故障指示器组的单相接地故障信号不存在，具体为：
[0026] GFout = (Fout11 I Fout21 I …I I FoutrJ
[0027] " I I "为逻辑或运算；Foutn表示最小故障判定区域的出域故障指示器的单相接地 故障信号逻辑值，其逻辑值为〇表示该最小故障判定区域的出域故障指示器无单相接地故 障信号，其逻辑值为1表示该最小故障判定区域的出域故障指示器上送单相接地故障信 号，其中η为该最小故障判定区域的出域故障指示器数，若η为0, GFout的值为0。
[0028] 本发明具有如下优点：本发明确定了配电网最小故障判定区域的概念，并基于配 电网最小故障判定区域确定了故障指示器单相接地故障判定数学模型；基于最差原则，确 定了单相接地故障信号辨识原则和方法，一定程度上解决了单相接地故障信号漏报和误报 等非健全信息情况下的故障判定问题；基于逻辑运算方法，将单相接地故障判定问题转化 为最小故障判定区域各设备间的逻辑运算，并提出了统一的计算方法和公式；本发明建立 了一种基于最差原则的故障指示器单相接地故障判定实用化方法，在一定程度上解决了矿 区工程实用中单相接地故障信号频繁漏报和误报等非健全信息下的故障判定问题，现场实 际应用效果良好，可较好的满足现场实际需求。
【附图说明】
[0029] 下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。
[0030] 图1为典型配电网络图。
【具体实施方式】
[0031] 下面对本发明进行详细的说明：
[0032] 本发明的一种基于最差原则的故障指示器单相接地故障判定实用化方法，该方法 包括如下步骤：
[0033] 步骤1、确定配电网最小故障判定区域，并根据所述该配电网最小故障判定区域确 定故障指示器单相接地故障判定数学模型；具体如下：
[0034] 将由故障指示器及馈线段组成的封闭集合称为故障判定区域，如果一个故障判定 区域的所有端点都是故障指示器并且没有内点或者所有内点都是T接点，则称该故障判定 区域为最小故障判定区域；
[0035] 流经单相接地故障电流并流入最小故障判定区域的故障指示器称为该最小故障 判定区域的入域故障指示器，其上送的单相接地故障信号称为该最小故障判定区域的入域 单相接地故障信号；流经单相接地故障电流并流出最小故障判定区域的故障指示器称为该 最小故障判定区域的出域故障指示器，其上送的故障信号称为该最小故障判定区域的出域 单相接地故障信号；
[0036] 步骤2、根据所述故障指示器单相接地故障判定数学模型并基于最差原则，确定单 相接地故障信号误报和漏报辨识原则，该误报和漏报辨识原则具体如下：
[0037] 当发生单相接地故障，而故障指示器漏报单相接地故障信号时，其判定原则为：
[0038] 原则1 :当馈线中一相电压突降，另两相电压突升，而故障指示器下游所有故障指 示器至少有1个上送单相接地故障信号时，则该故障指示器上报单相接地故障信号；
[0039] 当未发生单相接地故障，而故障指示器误报单相接地故障信号时，其判定原则 为：
[0040] 原则2 :当馈线中无一相电压突降，另两相电压突升情况，而故障指示器上送单相 接地故障信号时，则该故障指示器不上报单相接地故障信号；
[0041] 步骤3、根据所述故障指示器单相接地故障判定数学模型和所述单相接地故障信 号误报和漏报辨识原则辨识故障指示器上送的单相接地故障信号，将单相接地故障信号进 行修正后，将单相接地故障判定问题转化为最小故障判定区域各设备间的逻辑运算，根据 逻辑运算公式判定出所述最小故障判定区域是否有故障指示器单相接地故障发生；具体如 下：
[0042] 经过数据辨识与修改后的故障信号认为是可信的，是可以进行故障判定的，单相 接地故障判定的基础是最小故障判定