专利名称：基于遗传算法的配电网单相接地故障定位方法及定位装置的制作方法
技术领域：
本发明属于电力系统自动化技术领域，具体涉及一种配电网单相接地故障的区段定位方法以及基于该定位方法的定位装置，适用于3 60kV中性点非有效接地电网，能够在单相接地故障发生时，准确定位故障区段。
背景技术：
我国3 60kV配电网广泛采用中性点非有效接地方式，又称为小电流接地系统，小电流接地系统的故障绝大多数是单相接地故障。发生单相接地故障时，接地电流很小，可以在故障情况下继续运行I 2个小时，但是必须尽快找到故障点，这就提出了故障定位问题。配电网故障定位问题长期以来没有得到很好的解决，现场往往还在采用人工巡线的方法，人工巡线不仅耗费了大量人力物力，而且延长了停电时间，影响供电安全。目前现场有三种方法进行自动定位，第一种方法是从PT注入高频信号，沿线路检测该信号确定故障位置，但是由于线路分布电容对高频信号形成通路，因此在经电阻接地时定位不准确。第二种方法是利用故障指示器的方法，由于故障指示器只能测量相电流，不能测量零序电流，所以对于短路故障效果较好，但是对于单相接地故障定位准确率很低。第三种方法是安装内置CT的智能开关，虽然该方法可以测量零序电流，但是市场上运行的终端和主站算法简单，仅仅判断稳态零序电流是否超过定值，对于中性点经消弧线圈接地系统定位正确率很低。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术上的不足，提出新的定位方法，并提供一种针对配电网故障的定位装置。该定位方法充分利用了零序电流暂态分量，通过小波变换提取零序电流的准确相位信息，并利用具有出色全局寻优能力的遗传算法来搜寻故障区段。本发明适用于中性点不接地系统和中性点经消弧线圈接地系统，适用于金属性接地、经电弧接地、经过渡电阻接地等多种故障情况。本发明的技术方案如下一种基于遗传算法的配电网单相接地故障区段定位方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤( I)安装在输电线路多个位置的终端实时检测安装位置处的电流互感器二次合成零序电流；(2)当某一终端安装位置处被检测的零序电流幅值超过预设的启动值后，所有终端立刻准确捕捉到零序电流超过启动值前2个周期和超过启动值后2个周期的零序电流暂态信号；(3)所述所有终端对4个周期的零序电流暂态信号进行小波变换，分解到第3层，得到第3层的细节分量，并将其上传给主站；
(4)主站综合比较各个终端传来零序电流小波分解到第三层的细节分量，根据细节分量与母线零序电压的相位关系进行编码将细节分量相位超前母线零序电压的终端状态编码为0，将细节分量相位滞后于母线零序电压的终端状态编码为I;将线路按终端安装位置划分为若干个区段，即第i个终端所在的线路分支或线路区段定义为第i个区段，i、n为整数，i ( η，η为终端的个数。假设发生故障的区段状态编码为1，假设没有发生故障的区段状态编码为O。(5)主站根据编码结果，生成终端状态函数，启动遗传算法，经过计算搜寻出故障区段终端状态函数表示的是某一终端与其下游区段状态之间的关系，其公式表达如下
权利要求
1.一种基于遗传算法的配电网单相接地故障区段定位方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤 (1)安装在输电线路多个位置的终端实时检测安装位置处的电流互感器二次合成零序电流； (2)当某一终端安装位置处被检测的零序电流幅值超过预设的启动值后，所有终端立刻准确捕捉到零序电流超过启动值前2个周期和超过启动值后2个周期的零序电流暂态信号; (3)所述所有终端对4个周期的零序电流暂态信号进行小波变换，分解到第3层，得到第3层的细节分量，并将其上传给主站； (4)主站综合比较各个终端传来零序电流小波分解到第三层的细节分量，根据细节分量与母线零序电压的相位关系进行编码 将细节分量相位超前母线零序电压的终端状态编码为O，将细节分量相位滞后于母线零序电压的终端状态编码为I ; 将线路按终端安装位置划分为若干个区段，即第i个终端所在的线路分支或线路区段定义为第i个区段，i、n为整数，i ( n，n为终端的个数；在遗传算法中，将假设发生故障的区段状态编码为1，假设没有发生故障的区段状态编码为O ; (5)主站根据编码结果，生成终端状态函数，启动遗传算法，经过计算搜寻出故障区段 终端状态函数表示的是某一终端与其下游区段状态之间的关系，其公式表达如下
2.一种利用权利要求I所述的配电网单相接地故障区段定位方法的配电网单相接地故障区段定位装置，所述单相接地故障定位装置由主站和终端两个部分组成，其特征为 所述终端安装在架空线路杆塔上或者电缆环网柜内，其输入端接收架空线路和/或电缆CT 二次侧的相电流信号合成得到零序电流信号，并与主站通过光纤通信或者移动通信连接； 所述主站安装在变电站内或调度中心，接收终端发送的信号。
3.根据权利要求2所述的配电网单相接地故障区段定位装置，其特征为 所述终端包括顺次连接的电流变换器、A/D转换模块、CPU模块、光纤通信模块、移动通信模块；终端对零序电流暂态信号进行小波变换，将分析结果上传给主站。
4.根据权利要求2或3所述的配电网单相接地故障区段定位装置，其特征为 主站为一台工业控制计算机，包含光纤通信模块和移动通信模块，接收终端发送的数据，主站综合比较各个终端传来零序电流故障特征，经过遗传算法搜寻并确定故障区段，显示给调度运行人员。
全文摘要
一种配电网单相接地故障的区段定位方法及定位装置，通过安装在线路上不同位置的终端准确捕捉到零序电流超过启动值前2个周期和超过启动值后2个周期的零序电流暂态信号，终端对零序电流暂态信号进行小波变换与重构，根据重构后的细节分量对终端编码，使用遗传算法进行搜寻故障点所在的区段。本发明的定位装置由终端和主站两个部分组成，所述终端安装在架空线路杆塔上或者电缆环网柜内，其输入端接收配电线路(包括架空线路和电缆)CT二次侧的相电流信号合成得到零序电流信号，并与主站通过光纤通信或者移动通信连接；所述主站安装在变电站内或调度中心，包括光纤通信模块和移动通信模块，接收终端发送的信号。本发明技术成熟、可靠性高。
文档编号G06N3/12GK102981099SQ20121053146
公开日2013年3月20日 申请日期2012年12月10日 优先权日2012年12月10日
发明者郭昆亚, 王增平, 任哲, 齐郑, 金鹏, 郑涛 申请人:辽宁省电力有限公司沈阳供电公司, 华北电力大学, 国家电网公司