一种分布式单相接地故障判定方法与流程

本发明涉及一种单相接地故障选线方法，具体地说是一种分布式单相接地故障判定方法，属于电力系统继电保护技术领域。

背景技术：

6～35kv中压配电网中单相接地故障是发生频次最多的一种故障类型。单相接地故障后，允许系统最长不超过2小时，可以带故障运行以提高供电可靠性。用户通常的做法是对于发生故障的母线出线进行顺序拉路，通过检测母线零序电压是否消失来判断拉路是否正确。但这样对于非故障线路常常有短时停电现象，不利于保证供电可靠性。因此大部分变电站都设计安装有专用的小电流选线装置进行故障选线，调度端根据上报的选线结果进行拉路。

目前的选线装置大都采用集中式设计，选线方法也是在此基础上应用进行的。常规的选线方法，都是在故障发生后集中收集同一时间段内的零序电压和零序电流信号，进行比幅、比相或者功率方向的逻辑判断。但是对于相互独立的分布式终端并不适合集中式设计基础的选线方法。变电站的线路综保装置带有的小电流接地故障选线功能虽然是独立判断，但是由于综保装置的硬件架构专门针对线路保护设计的，因此在采样频率、选线算法等方面不能保证小电流接地故障选线的可靠性。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提出了一种分布式单相接地故障判定方法，解决了传统技术无法利用相互独立的分布式终端进行小电流接地故障选线的问题。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：

本发明提供的一种分布式单相接地故障判定方法，它通过对单一线路当前故障数据与历史故障记录数据进行分析比较来实现该线路是否发生单相接地故障线路的逻辑判断。

进一步地，当前故障数据和历史故障记录数据均包括电气量故障录波数据和遥信量数据。

进一步地，所述线路是否发生单相接地故障线路的逻辑判断过程为：根据发生单相接地故障时的单一线路电气量故障录波数据计算零序暂态功率方向和零序电流幅值，同时调取该线路历史故障录波数据进行暂态功率方向和零序电流幅值比较，如果计算出的零序暂态功率方向与历史故障记录数据中该线路为故障线路时的暂态零序无功功率方向相同、与该线路为非故障线路时的暂态零序无功功率方向相反，且计算出的零序电流幅值大于该线路为非故障线路时零序电流暂态幅值的平均值，则判断该线路为故障线路。

本发明提供的另一种分布式单相接地故障判定方法，它首先获取发生单相接地故障时的电气量故障录波数据并计算零序暂态功率方向和零序电流幅值，然后调取历史故障录波数据与发生单相接地故障时的电气量故障录波数据进行暂态功率方向和零序电流幅值比较，最后逻辑判断本线路(即当前分布式终端进行监测的线路或线路分支)是否为故障线路。

进一步地，逻辑判断本线路是否为故障线路的过程包括以下步骤：

步骤1，t0时刻获取并保存本线路的单相接地故障录波数据；

步骤2，根据t0时刻保存的本线路单相接地故障录波数据计算暂态零序无功功率方向di和零序电流的暂态幅值ai；

步骤3，调取本线路历史故障记录数据中的暂态零序无功功率方向数组d[i-1]和零序电流暂态幅值数组a[i-1]，假设k次本线路为故障线路，j次本线路为非故障线路，且k+j＝i-1；

步骤4，如果本次暂态零序无功功率方向di与暂态零序无功功率方向数组d[i-1]中k次本线路故障的暂态零序无功功率方向相同，j次非本故障线路暂态零序无功功率方向相反，且零序电流的暂态幅值ai大于j次本线路为非故障线路零序电流暂态幅值的平均值，则判断本次故障线路为本线路；

步骤5，如果本次暂态零序无功功率方向di与暂态零序无功功率方向数组d[i-1]中k次本线路故障的暂态零序无功功率方向相反，j次非本故障线路暂态零序无功功率方向相同，且零序电流的暂态幅值ai小于k次本线路为故障线路的零序电流暂态幅值平均值，则判断本次故障线路为非本线路。

进一步地，当i＝1时，即首次发生接地故障，如果暂态零序无功功率方向di＞0，则判断本线路为故障线路；如果暂态零序无功功率方向di＜0，则判断本线路为非故障线路。

进一步地，所述零序电流暂态幅值为取发生接地故障前20ms至发生接地故障后100ms的时间段内，且以5ms为时间窗的所有采样点的累加值的最大值。

本发明的有益效果是：本发明提供了一种利用相互独立的分布式终端进行小电流接地故障选线的方法，在分布式终端独立运行监测单一线路或者线路的单一分支时，使用获取的当前接地时故障数据与历史故障记录数据，就能够独立进行分析比较逻辑判断本线路(即分布式终端进行监测的线路或线路分支)是否发生单相接地故障。

针对复杂多分支线路配电网在进行单相接地故障选线及故障分支查找的问题，本发明提供了一种利用分布式终端进行独立判断是否发生单相接地故障的判定方法，这种利用分布式终端进行判断其监测的线路或线路分支是否发生单相接地故障的新措施，大大提高了单相接地故障自动判断、查找、切除故障分支的效率。

附图说明

图1是本发明的方法流程图；

图2是本发明的一种分布式单相接地故障逻辑判断的具体流程图。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。

实施例1

如图1所示，本发明的一种分布式单相接地故障判定方法，它通过对单一线路当前故障数据与历史故障记录数据进行分析比较来实现该线路是否发生单相接地故障线路的逻辑判断。

进一步地，当前故障数据和历史故障记录数据均包括电气量故障录波数据和遥信量数据。

进一步地，所述线路是否发生单相接地故障线路的逻辑判断过程为：根据发生单相接地故障时的单一线路电气量故障录波数据计算零序暂态功率方向和零序电流幅值，同时调取该线路历史故障录波数据进行暂态功率方向和零序电流幅值比较，如果计算出的零序暂态功率方向与历史故障记录数据中该线路为故障线路时的暂态零序无功功率方向相同、与该线路为非故障线路时的暂态零序无功功率方向相反，且计算出的零序电流幅值大于该线路为非故障线路时零序电流暂态幅值的平均值，则判断该线路为故障线路。在分布式终端独立运行监测单一线路或者线路的单一分支线路时，利用实施例1的分布式单相接地故障判定方法对获取的当前接地时故障数据与历史故障记录数据进行处理，就能够独立进行分析比较逻辑判断本线路(即分布式终端独立运行监测的线路或者线路分支)是否发生单相接地故障。

实施例2

如图1所示，本发明的另一种分布式单相接地故障判定方法，它首先获取发生单相接地故障时的电气量故障录波数据并计算零序暂态功率方向和零序电流幅值，然后调取历史故障录波数据与发生单相接地故障时的电气量故障录波数据进行暂态功率方向和零序电流幅值比较，最后逻辑判断本线路是否为故障线路。

进一步地，如图2所示，逻辑判断本线路是否为故障线路的具体过程包括以下步骤：

步骤1，t0时刻获取并保存本线路的单相接地故障录波数据；

步骤2，根据t0时刻保存的本线路单相接地故障录波数据计算暂态零序无功功率方向di和零序电流的暂态幅值ai；

步骤3，调取本线路历史故障记录数据中的暂态零序无功功率方向数组d[i-1]和零序电流暂态幅值数组a[i-1]，假设k次本线路为故障线路，j次本线路为非故障线路，且k+j＝i-1；

步骤4，如果本次暂态零序无功功率方向di与暂态零序无功功率方向数组d[i-1]中k次本线路故障的暂态零序无功功率方向相同，j次非本故障线路暂态零序无功功率方向相反，且零序电流的暂态幅值ai大于j次本线路为非故障线路零序电流暂态幅值的平均值，则判断本次故障线路为本线路；

步骤5，如果本次暂态零序无功功率方向di与暂态零序无功功率方向数组d[i-1]中k次本线路故障的暂态零序无功功率方向相反，j次非本故障线路暂态零序无功功率方向相同，且零序电流的暂态幅值ai小于k次本线路为故障线路的零序电流暂态幅值平均值，则判断本次故障线路为非本线路。

进一步地，当i＝1时，即首次发生接地故障，如果暂态零序无功功率方向di＞0，则判断本线路为故障线路；如果暂态零序无功功率方向di＜0，则判断本线路为非故障线路。

进一步地，所述零序电流暂态幅值为取发生接地故障前20ms至发生接地故障后100ms的时间段内，且以5ms为时间窗的所有采样点的累加值的最大值。

针对复杂多分支线路配电网在进行单相接地故障选线及故障分支查找的问题，实施例2提供了一种利用相互独立的分布式终端进行小电流接地故障选线的新技术，在分布式终端独立运行监测单一线路或者线路的单一分支线路时，使用获取的当前接地时故障数据与历史故障记录数据，就能够独立进行分析比较逻辑判断本线路是否发生单相接地故障。本发明利用分布式终端进行独立判断是否发生单相接地故障的判定方法，这种利用分布式终端进行判断其监测的线路或线路分支是否发生单相接地故障的新措施，大大提高了单相接地故障自动判断、查找、切除故障分支的效率。

此外，本发明的应用范围不局限于说明书中描述的特定实施例的工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法及步骤。从本发明的公开内容，作为本领域的普通技术人员将容易地理解，对于目前已存在或者以后即将开发出的工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法或步骤，其中它们执行与本发明描述的对应实施例大体相同的功能或者获得大体相同的结果，依照本发明可以对它们进行应用。因此，本发明所附权利要求旨在将这些工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法或步骤包含在其保护范围内。