基于互差绝对值和的配电网单相接地故障选线方法与流程

本发明涉及电力系统自动化
技术领域：
，具体是基于互差绝对值和的配电网单相接地故障选线方法。
背景技术：
：配电网单相接地故障选线一直是继电保护的一个难点。由于配电网发生单相接地故障时故障特征比较复杂，故障类型多，其故障分量相对而言又非常小，因此严重影响了接地故障选线的准确性。为此，大量电力工作者也提出了一些利用接地故障后的零序分量特征实现的选线方法。这些选线方法主要有：利用接地故障后的零序分量的特征构成的基于零序电流量的选线方法；基于零序能量分析的选线方法；基于小波分析的选线方法；基于注入信号特征的选线方法等。但是上述这些方法都具有一定的局限性。因此开展具有计算简单、易实现和推广的基于互差绝对值和的配电网单相接地故障选线方法的研究，对提高配电网运行的安全性可靠性具有重要的研究价值。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题在于克服上述现有技术之不足，提供一种准确率高、效率高的基于互差绝对值和的配电网单相接地故障选线方法。本发明是以如下技术方案实现的：基于互差绝对值和的配电网单相接地故障选线方法，包括以下步骤：s1、根据配电网的结构和线路的数量，对线路进行编号；s2、任选3条线路，标记线路l1、l2、l3，按照该线路的类型、截面积、长度等基本数据，估算出这三条线路的对地电容电流，并进行保存，其估算电容电流记为：ic·1、ic·2、ic·3；s3、通过检测配电网零序电压的大小来判断该配电网是否发生单相接地故障，若发生了单相接地故障，则进行下一步；s4、计算所选择的三条线路电流的首半波的采样点绝对值的和i0·1、i0·2、i0·3；s5、以i0·1、i0·2、i0·3三个数据中的去除最大值和最小值后的一个值作为为参考量i0，其对应的线路的估算电容电流记为ic；s6、根据式(2)所述条件确定配电网单相接地故障选线判据计算方法；s7、步骤s7中，当满足式(2)所设定条件时，采用基于半波直接采样值互差绝对值和法计算选线判据p0.i；其公式如(3)所示：其中，m为配电网系统馈线总条数，i、j均为线路编号序列；s8、当不满足式(2)所设定的条件时，对配电网不同的中性点接地方式采用不同的选线判据计算方法；当配电网中性点不接地时，采用基于全波直接采样值互差绝对值和法计算选线判据；当配电网中性点经消弧线圈接地时，采用基于全波采样值功率修正后的互差绝对值和法计算选线判据p0·i；s9、利用选线判据最大法选出故障线路，即选线判据最大值所对应的线路即为故障线路。其进一步是：步骤s2中，线路的类型包括架空线和电缆。步骤s3中，当u0≥u0zd时，判断为发生单相接地故障，其中u0为变电站内监测到的零序电压有效值；u0zd为零序电压整定值。步骤s4中，计算所选择的三条线路的首半波的采样点绝对值的和：其中：n为一个周波的采样点数；t为折算系数，由零序互感器、采样电路、a/d位数等因素确定，可以提前测定；i0·i(k)为第i条线路的第k个采样点的值。步骤s8中，当配电网中性点不接地时，采用基于全波直接采样值互差绝对值和法计算选线判据p0·i，如式(4)所示：步骤s8中，当配电网中性点经消弧线圈接地时，采用基于全波采样值功率修正后的互差绝对值和法计算选线判据p0·i，如式(5)所示；其中：f0·i为功率修正系数。本发明具有以下优点：本发明是一种直接利用配电网单相接地故障零序电流采样点的值而实现故障选线的新方法。本发明可有效解决中性点不接地和中性点经消弧线圈接地等配电网各类单相接地故障时零序电流暂态分量频率不确定、幅值和相位计算复杂的问题，可以有效提高配电网单相接地故障选线的准确性，且具有计算简单、易实现和推广的特点。附图说明图1是本发明的流程图；图2是本发明的配电网示意图；图3是中性点不接地配电网l2上发生a相接地故障示意图；图4是中性点不接地配电网l2上发生a相电弧性接地故障时各线路的零序电流波形图(暂态)；图5是中性点不接地配电网l2上发生a相接地故障时各线路的零序电流波形图(稳态)；图6是中性点经消弧线圈接地配电网l2上发生a相接地故障示意图；图7是中性点经消弧线圈接地配电网l2上发生a相接地故障时各线路的零序电流波形图(稳态)；具体实施方式如图1所示的基于互差绝对值和的配电网单相接地故障选线方法，包括以下步骤：s1、根据配电网的结构和线路的数量，对线路进行编号；s2、任选3条线路，标记线路l1、l2、l3，按照该线路的类型(线路的类型包括架空线和电缆)、截面积、长度等基本数据，估算出这三条线路的对地电容电流，并进行保存，其估算电容电流记为：ic·1、ic·2、ic·3；s3、通过检测配电网电压互感器二次侧的零序电压来判断是否发生单相接地故障，如果是则开始进行故障选线；当u0≥u0zd时，判断为发生单相接地故障，其中u0为变电站内监测到的零序电压有效值；u0zd为零序电压整定值；s4、计算所选择的三条线路电流的首半波的采样点绝对值的和i0·1、i0·2、i0·3；计算所选择的三条线路的首半波的采样点绝对值的和：其中：n为一个周波的采样点数；t为折算系数，由零序互感器、采样电路、a/d位数等因素确定，可以提前测定；i0·i(k)为第i条线路的第k个采样点的值。s5、以i0·1、i0·2、i0·3三个数据中的去除最大值和最小值后的一个值作为为参考量i0，其对应的线路的估算电容电流记为ic；s6、确定每次单相接地故障时计算选线判据的方法；根据式(2)所述条件确定配电网单相接地故障选线判据计算方法；s7、当满足设定条件时，采用基于首半波直接采样值互差绝对值和法计算选线判据p0·i；当满足式(2)所设定条件时，采用基于半波直接采样值互差绝对值和法计算选线判据p0.i；其公式如(3)所示：其中，m为配电网系统馈线总条数，i、j均为线路编号序列。s8、当不满足设定的条件时，对配电网不同的中性点接地方式采用不同的选线判据计算方法；当配电网中性点不接地时，采用基于全波直接采样值互差绝对值和法计算选线判据；当配电网中性点经消弧线圈接地时，采用基于全波采样值功率修正后的互差绝对值和法计算选线判据p0·i；当配电网中性点不接地时，采用基于全波直接采样值互差绝对值和法计算选线判据p0·i，如式(4)所示：当配电网中性点经消弧线圈接地时，采用基于全波采样值功率修正后的互差绝对值和法计算选线判据p0·i，如式(5)所示；其中：f0·i为功率修正系数。s9、利用选线判据最大法选出故障线路，即选线判据最大值所对应的线路即为故障线路。下文通过实施例对本发明进行说明。如图2所示的配电网，假设零序电压的整定值为10％额定相电压，当零序电压大于该值时认为发生了单相接地故障。根据图2，线路l1～l5定义为线路。(1)线路l2上发生a相电弧性接地故障，示意图如图3所示，此时满足：u0≥u0zd，开始选择故障线路。此时各线路零序电流波形图如图4所示，根据各线路检测到的零序电流采样点的值，计算出线路l1～l5的选线判据如表1所示：表1线路l1l2l3l4l5选线判据p0·i2642.068068.142764.852565.152553.00(2)线路l2上发生a相接地故障，示意图如图3所示，此时不满足式(2)的设定条件，且系统中性点不接地，开始选择故障线路。此时各线路零序电流波形图如图5所示，根据各线路检测到的零序电流采样点的值，计算出线路l1～l5的选线判据如表2所示：表2线路l1l2l3l4l5选线判据p0·i757.022737.83805.40740.89757.00(3)线路l2上发生a相接地故障，示意图如图6所示，此时不满足式(2)的设定条件，且系统中性点经消弧线圈接地，开始选择故障线路。此时各线路零序电流波形图如图7所示，根据各线路检测到的零序电流采样点的值，计算出线路l1～l5的选线判据如表3所示：表3线路l1l2l3l4l5选线判据p0·i28243.84110836.8828390.2628278.4929000.40由上述判据可见本发明方法可准确选择出故障线路；实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。当前第1页12