一种小电流接地故障查找定位系统的制作方法

1.本实用新型涉及电力系统技术领域，具体涉及一种小电流接地故障查找定位系统。


背景技术：

2.小电流接地系统中发生永久性单相接地后，不形成短路回路，接地电流小，故障信号弱，导致接地故障区间定位困难。现有配电自动化系统中故障指示仪没有小电流接地故障区间定位功能，现场仍然广泛采用人工巡线法确定故障位置。配电网线路支路多、距离远，人工巡线定位故障位置非常艰难。而且故障多为隐形故障，查找故障点非常不便，不仅耗费大量的人力、物力，拉路造成的短时停电还给用户造成较大的经济损失。配电自动化系统中故障监测装置的故障研判功能一般用于线路短路故障。因为短路电流可达负载电流的数倍至十几倍，与负载电流容易区分。但是线路单相接地时，接地电流只会增加几安培至几十安培，同时因为故障监测装置的零序电流互感器一般精度较低，而且由于产品质量、安装维护等问题容易产生接地故障区间误判，鲁棒性差，并且故障监测装置由于在户外风吹雨淋和自身产品质量原因，存在一部分故障监测装置采集负荷数据错在漏采和错传，数据质量对接地故障研判产生一定影响。所以当故障特征电流不够明显时，一般情况下故障监测装置无法自动判断与负载电流区分。
3.如中国专利cn111650474a，公开日2020年9月11日，一种基于多系统融合的配电网相间短路故障区段定位方法，以配电自动化系统为核心，以gis系统、pms系统、ems系统、用电信息采集系统为故障数据来源，将各个系统内部数据按照一定的标准进行融合，并通过对这些数据分析处理，实现配电网相间短路故障的区段定位，包括识别故障线路、确定故障线路所带的配电变压器编号和变压器所在的线段、确定配电变压器的信息、采集故障线路中配电变压器信息、确定故障区间。该方法能够对配电网的短路故障进行快速区段定位，但是其对于线路单相接地这种小电流接地故障无法准确确定故障的发生区段。


技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题是：目前的配电网线路故障区段定位系统无法对单相接地故障的故障区段进行准确定位的技术问题。提出了一种能够快速确定单相接地故障区段的小电流接地故障查找定位系统。
5.为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案为：一种小电流接地故障查找定位系统，包括信息收集模块、置信度筛选模块、零序电流分析模块和区段判定模块，所述置信度筛选模块接收所述信息收集模块采集的数据，所述置信度筛选模块将筛选后的数据传输给所述零序电流分析模块，所述零序电流分析模块将分析结果传输给所述区段判定模块。一种小电流接地故障查找定位系统，通过信息收集模块自动检测到三相电压变化并对变电站下所有配电线路进行故障监测装置负荷数据召测并存储，通过置信度筛选模块对收集的故障监测装置负荷数据进行历史数据置信度判定通过零序电流分析模块对符合零
序电流变化幅值判定的故障监测装置进行标记，完成对历史负荷数据的预处理，通过区段判定模块对故障区段进行锁定，当无法锁定故障区段时还可根据配网拓扑结构对不准确数据进行二次处理，以便确定故障线路和故障区段。
6.作为优选，所述区段判定模块包括用于对所述零序电流分析模块提供的分析结果进行初步分析的故障线路分析单元，所述故障线路分析单元分别与故障区段判定单元和用于对不准确数据进行二次处理的数据处理单元连接。故障线路分析单元对标记的故障监测装置所属配电线路进行判断是否为同一线路。若都为a线路，则故障区段判定单元选定接地故障线路为a线，并根据配网拓扑结构，判断距变电站最远的标记故障监测装置后段为接地故障区段。若为非同一线路则通过数据处理单元根据配网拓扑结构逻辑进行判断，对从接地点沿着线路流向母线的故障监测装置突变零序电流是否具备连通性，不符合的剔除，将处理过后的数据再次传输给故障线路分析单元。
7.作为优选，还包括用于对过滤掉的错误信息进行分析的筛选信息分析模块，所述筛选信息分析模块分别与所述置信度筛选模块、所述零序电流分析模块和所述区段判定模块连接。通过筛选信息分析模块对置信度筛选模块、零序电流分析模块和区段判定模块中筛选掉的错误信息进行分类收集和分析，用于分析错误信息生成原因，便于对收集模块的收集信息流程进行改进。
8.作为优选，所述筛选信息分析模块包括用于统计筛掉的历史负荷数据未满足条件的置信度条件分析单元，所述置信度条件分析单元与所述置信度筛选模块连接。置信度筛选模块可设置置信度满足条件包括历史abc三相电流平衡度小于设定阈值a、零序电流幅值/最大相电流小于设定阈值b和abc三相电流各大于设定阈值c等进行筛选，因为不同结构、不同负荷的配网三相不平衡情况不一样，所以设定阈值a、设定阈值b和设定阈值c需根据不同配电网络的情况进行适应性调整，置信度条件分析单元可收集筛选掉的置信度条件分析单元未满足哪种置信度条件，用于后续分析历史负荷数据错误原因。
9.作为优选，所述筛选信息分析模块还包括用于分析小电流接地故障对故障线路和非故障线路影响的区别的零序突变电流对比单元，所述零序突变电流对比单元与所述零序电流分析模块连接。零序电流分析模块用于比较故障发生前和故障发生时的零序电流幅值、相位，可按照零序电流变化幅值从大到小进行排序，如果某个故障监测装置零序突变电流大于阈值，则标记该故障监测装置。零序突变电流对比单元将各线路包括故障线路和非故障线路的故障监测装置的零序突变电流进行分类对比，对比单向接地故障对故障线路和非故障线路影响的区别以及进一步分析两种线路的零序电流变化规律，同时可防止零序电流分析模块因阈值设置过高导致遗漏对数据的检测。
10.作为优选，所述筛选信息分析模块还包括用于分析所述区段判定模块中不准确数据存在原因的线路数据分析单元，所述线路数据分析单元与所述数据处理单元连接。通过线路数据分析单元收集数据处理单元二次处理掉的干扰数据，分析干扰数据与故障判定数据的区别点，便于后续的改进，同时可通过分析防止数据处理单元误处理，能够起到保险作用。
11.作为优选，所述信息收集模块包括用于检测配电线路三相电压变化情况的检测单元和用于将数据传输给置信度筛选模块的数据收集传输单元。配电线路发生单相接地故障，通过检测单元即通过故障监测装置检测到三相电压变化，可通过设置波动值实现是否
发生故障的判断，通过数据收集传输单元自动对变电站下所有配电线路进行故障监测装置负荷数据召测并存储。
12.作为优选，所述信息收集模块包括若干个位于配电线路上的故障监测装置。结合目前的故障监测装置功能，对不准确的故障监测装置的数据进行预处理，通过多源接地故障特征信息融合判断，以及故障监测装置在配网拓扑结构中的安装位置，实现小电流接地故障线路选线和故障区段定位，解决故障监测装置无法接地故障定位功能的缺陷。
13.本实用新型的实质性效果是：本实用新型通过故障前与故障后零序电压、电流幅值的变化和相位故障特征变化，以及故障监测装置在配网拓扑结构中的安装位置，实现小电流接地故障线路选线和故障区段定位，并且预处理不准确的故障监测装置的历史数据，计算零序电流突变值后根据配网拓扑结构进行不准确数据二次处理，本实用新型采用了采集数据置信度筛选办法，利用有效数据提高判断准确性，增加接地故障线路、区间判断鲁棒性，能够准确查找发生接地故障区间，利于快速恢复非故障区段供电，提升供电可靠性。
附图说明
14.图1为本实施例的组成示意图。
15.其中：1、信息收集模块，2、置信度筛选模块，3、零序电流分析模块，4、区段判定模块，5、筛选信息分析模块，6、检测单元，7、数据收集传输单元，8、故障线路分析单元，9、故障区段判定单元，10、数据处理单元，11、置信度条件分析单元，12、零序突变电流对比单元，13、线路数据分析单元。
具体实施方式
16.下面通过具体实施例，并结合附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步具体说明。
17.一种小电流接地故障查找定位系统，如图1所示，包括信息收集模块1、置信度筛选模块2、零序电流分析模块3和区段判定模块4，置信度筛选模块2接收信息收集模块1采集的数据，置信度筛选模块2将筛选后的数据传输给零序电流分析模块3，零序电流分析模块3将分析结果传输给区段判定模块4。
18.信息收集模块1包括用于检测配电线路三相电压变化情况的检测单元6和用于将数据传输给置信度筛选模块2的数据收集传输单元7。配电线路发生单相接地故障，通过检测单元6即通过故障监测装置检测到三相电压变化，可通过设置波动值实现是否发生故障的判断，通过数据收集传输单元7自动对变电站下所有配电线路进行故障监测装置负荷数据召测并存储。信息收集模块1还包括若干个位于配电线路上的故障监测装置。结合目前的故障监测装置功能，对不准确的故障监测装置的数据进行预处理，通过多源接地故障特征信息融合判断，以及故障监测装置在配网拓扑结构中的安装位置，实现小电流接地故障线路选线和故障区段定位，解决故障监测装置无法接地故障定位功能的缺陷。
19.区段判定模块4包括用于对零序电流分析模块3提供的分析结果进行初步分析的故障线路分析单元8，故障线路分析单元8分别与故障区段判定单元9和用于对不准确数据进行二次处理的数据处理单元10连接。故障线路分析单元8对标记的故障监测装置所属配电线路进行判断是否为同一线路。若都为a线路，则故障区段判定单元9选定接地故障线路
为a线，并根据配网拓扑结构，判断距变电站最远的标记故障监测装置后段为接地故障区段。若为非同一线路则通过数据处理单元10根据配网拓扑结构逻辑进行判断，对从接地点沿着线路流向母线的故障监测装置突变零序电流是否具备连通性，不符合的剔除，将处理过后的数据再次传输给故障线路分析单元8。
20.本系统还包括用于对过滤掉的错误信息进行分析的筛选信息分析模块5，筛选信息分析模块5分别与置信度筛选模块2、零序电流分析模块3和区段判定模块4连接。通过筛选信息分析模块5对置信度筛选模块2、零序电流分析模块3和区段判定模块4中筛选掉的错误信息进行分类收集和分析，用于分析错误信息生成原因，便于对收集模块的收集信息流程进行改进。用于统计筛掉的历史负荷数据未满足条件的置信度条件分析单元11与置信度筛选模块2连接。置信度筛选模块2可设置置信度满足条件包括历史abc三相电流平衡度小于设定阈值a、零序电流幅值/最大相电流小于设定阈值b和abc三相电流各大于设定阈值c等进行筛选，因为不同结构、不同负荷的配网三相不平衡情况不一样，所以设定阈值a、设定阈值b和设定阈值c需根据不同配电网络的情况进行适应性调整，置信度条件分析单元11可收集筛选掉的置信度条件分析单元11未满足哪种置信度条件，用于后续分析历史负荷数据错误原因。用于分析小电流接地故障对故障线路和非故障线路影响的区别的零序突变电流对比单元12与零序电流分析模块3连接。零序电流分析模块3用于比较故障发生前和故障发生时的零序电流幅值、相位，可按照零序电流变化幅值从大到小进行排序，如果某个故障监测装置零序突变电流大于阈值，则标记该故障监测装置。零序突变电流对比单元12将各线路包括故障线路和非故障线路的故障监测装置的零序突变电流进行分类对比，对比单向接地故障对故障线路和非故障线路影响的区别以及进一步分析两种线路的零序电流变化规律，同时可防止零序电流分析模块3因阈值设置过高导致遗漏对数据的检测。用于分析区段判定模块4中不准确数据存在原因的线路数据分析单元13与数据处理单元10连接。通过线路数据分析单元13收集数据处理单元10二次处理掉的干扰数据，分析干扰数据与故障判定数据的区别点，便于后续的改进，同时可通过分析防止数据处理单元10误处理，能够起到保险作用。
21.为了克服故障监测装置存在的零序电流互感器精度较低，由于产品质量、安装维护等问题容易产生接地故障区间误判，鲁棒性差；故障监测装置由于在户外风吹雨淋和自身产品质量原因，存在一部分故障监测装置采集负荷数据错在漏采和错传，数据质量对接地故障研判产生一定影响等问题，本实施例通过采用采集数据置信度筛选的办法，利用有效数据来提高判断准确性。
22.本实施例通过信息收集模块1自动检测到三相电压变化并对变电站下所有配电线路进行故障监测装置负荷数据召测并存储，通过置信度筛选模块2对收集的故障监测装置负荷数据进行历史数据置信度判定通过零序电流分析模块3对符合零序电流变化幅值判定的故障监测装置进行标记，完成对历史负荷数据的预处理，通过区段判定模块4对故障区段进行锁定，当无法锁定故障区段时还可根据配网拓扑结构对不准确数据进行二次处理，以便确定故障线路和故障区段。本实施例通过多源接地故障特征信息融合判断即通过故障前与故障后零序电压、电流幅值的变化和相位故障特征变化，以及故障监测装置在配网拓扑结构中的安装位置，实现小电流接地故障线路选线和故障区段定位，从而快速恢复非故障区段供电。并且对于故障监测装置存在的错误历史数据，预处理不准确的故障监测装置的
历史数据，计算零序电流突变值后根据配网拓扑结构进行不准确数据二次处理，增加接地故障线路、区间判断鲁棒性，能够准确查找发生接地故障区间，利于快速恢复非故障区段供电，提升供电可靠性。
23.以上实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。