专利名称：配电系统单相接地的故障选线方法
技术领域：
本发明属于电力系统领域，主要是涉及配电系统单相接地的故障选线方法，特别是涉及只装设A、C两相电流互感器配电系统中的B相单相接地的故障选线方法。
背景技术：
我国的6～66KV配电系统，广泛采用中性点不接地或经消弧线圈接地(谐振接地)的运行方式。这类系统发生单相接地故障时，系统线电压仍然对称，只是长时间运行可能发展成两相短路或诱发持续时间长、影响面广的间歇电弧过电压，造成设备损害，系统安全运行被破坏等严重后果。而现有的配电系统选线方法一般需测量、比较接于相同母线上各回线路的零序电流。不少配电系统在配置保护时，只在各回线路的A、C两相上安装了电流互感器，在不增加设备的情况下，难以获得零序电流，无法解决B相单相接地的故障选线问题。目前还没有一种方法能从根本上解决只装设两相电流互感器的配电系统中任一相单相接地故障选线困难的问题。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足而提出的一种配电系统单相接地故障选线的方法。该方法能有效的解决任一相单相接地故障的选线问题，克服了以往在只装设A、C两相电流互感器的配电系统中，B相单相接地故障发生后因无法获取B相或零序电流而无法选线的难题。
本发明可以通过以下技术方案来加以实现采用配电系统单相接地故障发生后所产生的暂态高频电流来选择故障线路，单相接地故障选线方法可由以下步骤来进行第一步，用接于相同母线上各回线路的A、C相电流互感器将线路中的大电流变换成1安培或5安培的小电流；第二步，再用电流变送器将这些小电流变换成-3.5～3.5V的小电压信号，通过模数采集板将小电压模拟信号转换成数字信号，并记录存储，该数字信号含有暂态高频电流特征信息；第三步，运用小波变换方法处理第二步记录的含有暂态高频电流特征信息的数据，从而得到各回线路A、C相故障暂态高频电流突变量；第四步，最后比较各回线路A、C相故障暂态高频电流的突变量，突变量最大的线路即为故障线路。
本发明提供的配电系统单相接地故障选线方法，依据的原理为架空线和电缆构成的小电流系统的自由振荡频率一般在300～3000Hz之间，其大小主要与网络参数R、L、C有关。流过故障点的高频暂态电流幅值和频率主要由暂态电容电流所决定，暂态电容电流持续时间很短，约为0.5到1.0个工频周波。
如图1所示，若母线上接有L1、L2、L3三条架空线及电缆线路L4，L1发生单相接地故障时，故障点f产生暂态电流行波，i2、i3、i4分别为线路L2、L3、L4的电流折射波，i13为i11在节点A的反射波。i11＝i2+i3+i4+ik+i13，说明故障线路的故障相会出现故障行波量，并由故障线路透射到非故障线路同名相上，且故障线路的电流行波能量最大。
通过理论推导及仿真分析发现各种型号不同长度架空输电线相间电磁耦合强度系数与信号频率之间的关系如图2，由于相间距、磁导率等因素存在差异，事实上相同截面半径的电缆线相间耦合强度系数比架空线更大。故架空线和电缆线的导线相间的电磁耦合强度与信号频率、导体截面半径等有关。单相接地故障发生后，故障相电流将耦合到非故障相上。
大量仿真试验结果表明在只装设两相电流互感器的配电系统中发生单相接地故障时，各回线路同名相暂态高频电流的突变量以故障线路最大。
因此，在只装设A、C两相电流互感器的配电系统发生B相接地故障时，故障暂态高频电流将耦合到A、C两相上，能比较A、C相暂态高频电流突变量选线；系统发生A相或C相接地故障时，也能比较A、C相暂态高频电流突变量选线。这样，就解决了以往在只装设A、C两相电流互感器的配电系统中发生B相单相接地故障，因难以获得零序电流而不能选线的难题。
图1为本发明提供的电流行波示意图。
图2为本发明提供的耦合强度系数与信号频率之间的关系示意图。
具体实施例方式
以下结合附图1、附图2，对本发明的技术方案作进一步描述。
本发明提供的配电系统单相接地故障选线方法，其实施方式包括第一步，用接于相同母线上各回线路的A、C相电流互感器将线路中的大电流变换成1安培或5安培的小电流；第二步，再用电流变送器将这些小电流变换成-3.5～3.5V的小电压信号，通过模数采集板将小电压模拟信号转换成数字信号，并记录存储，该数字信号含有暂态高频电流特征信息；所说的模数采集板采用高速A/D采样板(采样频率达到9.6KHz)，通过统一的时钟控制实现多路并行采样，各采样板之间只存在固定的启动时间误差(＜5ns)。
第三步，运用小波变换方法处理第二步记录的含有暂态高频电流特征信息的数据，从而得到各回线路A、C相故障暂态高频电流突变量；第四步，最后比较第三步得到的各回线路A、C相故障暂态高频电流的突变量，突变量最大的线路即为故障线路。
本发明提供的配电系统单相接地故障选线方法，能有效地解决只装设A、C两相电流互感器的配电系统任一相单相接地故障的选线问题，克服了以往在只装设A、C两相电流互感器的配电系统中，B相单相接地故障发生后无法获取B相或零序电流无法选线的难题，该方法准确、直观，能满足工程实际需要。
权利要求
1.一种配电系统单相接地的故障选线方法，其特征在于单相接地故障的选线方法包括以下步骤第一步，用接于相同母线上各回线路的A、C相电流互感器将线路中的大电流变换成1安培或5安培的小电流；第二步，再用电流变送器将这些小电流变换成-3.5～3.5V的小电压信号，通过模数采集板将小电压模拟信号转换成数字信号，并记录存储，该数字信号含有暂态高频电流特征信息；第三步，运用小波变换方法处理第二步记录的含有暂态高频电流特征信息数据，从而得到各回线路A、C相故障暂态高频电流突变量；第四步，最后比较各回线路A、C相故障暂态高频电流的突变量，突变量最大的线路即为故障线路。
全文摘要
配电系统单相接地的故障选线方法，主要涉及只装设A、C两相电流互感器配电系统中的B相单相接地的故障选线。该方法由以下步骤来实现用接于相同母线上各回线路的A、C相电流互感器将线路中的大电流变换成1安培或5安培的小电流；再用电流变送器将这些小电流变换成－3.5～3.5V的小电压信号，通过模数采集板将小电压模拟信号转换成数字信号，并记录存储，该数字信号含有暂态高频电流特征信息；运用小波变换方法处理第二步记录的含有暂态高频电流特征信息的数据，从而得到各回线路A、C相故障暂态高频电流突变量；最后比较各回线路A、C相故障暂态高频电流的突变量，突变量最大的线路即为故障线路。
文档编号H02H7/26GK1901314SQ20061005447
公开日2007年1月24日 申请日期2006年7月21日 优先权日2006年7月21日
发明者卢继平, 李健, 薛毅, 汪洋, 夏冬平, 李文沅, 赵有铖, 张凌 申请人:重庆大学