基於模型誤差的配電網單相接地故障區段定位方法
2023-05-22 05:03:06 3
基於模型誤差的配電網單相接地故障區段定位方法
【專利摘要】本發明公開了一種基於模型誤差的配電網單相接地故障區段定位方法，針對配電網消弧線圈接地系統，單相接地故障後選線一直沒有很好地解決，故障定位更是難以談及，本發明在各線路出口及分支處安裝接地故障檢測裝置，在系統發生單相接地故障後，在一定的頻段內，健全區段可以等效為穩定的電容，而故障區段不能等效為穩定的電容，以電容模型為基準，定義模型誤差用於描述故障數據與基準模型的符合程度，若模型誤差小於整定值，判別為健全區段；若模型誤差大於整定值，判別為故障區段。該方法原理簡單，易於實現，能夠快速、可靠地進行故障區段定位，具有很好的適用性，本發明可以用故障後的穩態數據來一直判斷故障區段，增加故障定位的準確度。
【專利說明】基於模型誤差的配電網單相接地故障區段定位方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種電力系統故障區段定位的方法，具體涉一種基於模型誤差的中性點經消弧線圈接地的配電網單相接地故障區段定位方法。
【背景技術】
[0002]配電網與用戶直接相連，其可靠性在很大程度上決定了電力系統的供電質量。提高配電網的供電可靠性是提高電力系統供電可靠性的重要研究內容。傳統的配電網線路多採用輻射供電方式，分支點處無斷路器和控制設備，恢復供電所需時間長，影響了配電網供電的可靠性。近年來，隨著智能電網的發展，「自愈」將成為電網的基本功能，而故障區段定位作為自愈的基礎，是智能電網的重要研究內容。
[0003]我國配電網大多採用中性點小電流接地方式,受中性點接地方式、配電網規模、過渡電阻等因素的影響，故障選線問題一直沒有得到圓滿解決，區段定位更無從談起。小電流接地系統發生相間故障時會產生較大的短路電流，其區段定位易於實現。但發生單相接地故障時短路電流小，流過故障和非故障線路的電流變化僅為對地電容電流的變化。特別當系統中性點經消弧線圈接地，且採用過補償方式工作時，利用工頻量的變化難於區分故障線路與非故障線路。故對於經消弧線圈接地的系統只能採用暫態量進行選線，且單相接地時，接地電容電流的暫態分量可能比穩態值大幾倍到幾十倍。
[0004]基於暫態信號的選線方法靈敏度較高且不受消弧線圈的影響，但現有方法大多有待完善。在現有的利用暫態量方法中，首半波法是基於單相接地故障發生在故障相電壓接近最大值附近這一假設條件，而在相電壓過零附近故障時，暫態量微弱，難於滿足要求。小波分析法雖然可以比較精確的提取故障信號，但也存在一些問題，如該方法對微變量過於敏感，抗幹擾能力差；當故障點經大過渡電阻接地時，該方法不能進行。行波法由於故障後行波波頭難於準確捕捉，且採樣頻率要求高等因素，難於實現。基於以上種種因素可以看出，消弧線圈接地系統的選線問題一直是沒有解決好的問題，而區段定位研究成果更無從談起，所以研究故障區段定位方法將會對配電網的智能化帶來重要的現實意義。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在於提供一種基於模型誤差的配電網單相接地故障區段定位方法。
[0006]為達到上述目的，本發明採用了以下技術方案:
[0007]該故障區段定位方法包括以下步驟:在選定的頻帶下以及指定的電壓參考方向和電流參考方向下，利用故障後初始時段識別的電容模型為基準模型，根據初始時段後識別的各個區段的電容模型與各個區段對應的基準模型求取模型誤差，若模型誤差小於等於整定值，判別對應區段為健全區段，若模型誤差大於整定值，判別對應區段為故障區段。
[0008]所述電壓參考方向為測量點相對於地，電流參考方向為由母線到線路。
[0009]所述頻帶為150Hz?600Hz。
[0010]所述基準模型的獲取方法包括以下步驟:利用故障後初始時段採集的零序電流ix與零序電壓Ux數據，通過
【權利要求】
1.一種基於模型誤差的配電網單相接地故障區段定位方法，其特徵在於: 該故障區段定位方法包括以下步驟:在選定的頻帶下以及指定的電壓參考方向和電流參考方向下，利用故障後初始時段識別的電容模型為基準模型，根據初始時段後識別的各個區段的電容模型與各個區段對應的基準模型求取模型誤差，若模型誤差小於等於整定值，判別對應區段為健全區段，若模型誤差大於整定值，判別對應區段為故障區段。
2.根據權利要求1所述一種基於模型誤差的配電網單相接地故障區段定位方法，其特徵在於:所述電壓參考方向為測量點相對於地，電流參考方向為由母線到線路。
3.根據權利要求1所述一種基於模型誤差的配電網單相接地故障區段定位方法，其特徵在於:所述頻帶為150Hz~600Hz。
4.根據權利要求1所述一種基於模型誤差的配電網單相接地故障區段定位方法，其特徵在於:所述基準模型的獲取方法包括以下步驟:利用故障後初始時段採集的零序電流ix與零序電壓Ux數據，通過
結合最小二乘法，識別出區段X的電容值Cx，Cx是計算區
段X的模型誤差的基準。
5.根據權利要求1所述一種基於模型誤差的配電網單相接地故障區段定位方法，其特徵在於:所述初始時段取故障後0.2個周波。
6.根據權利要求1所述一種基於模型誤差的配電網單相接地故障區段定位方法，其特徵在於:所述模型誤差按照以下公式計算
其中，I 表示模型誤差，i表示故障後零序電流，C表示初始時段識別出的電容值，u表示故障後零序電壓。
7.根據權利要求1所述一種基於模型誤差的配電網單相接地故障區段定位方法，其特徵在於:所述故障區段定位方法具體包括以下步驟: 步驟一:系統發生單相接地故障後，在線路測量點處對零序電壓以及零序電流進行同步採樣，然後通過模數轉換器將採樣得到的零序電壓以及零序電流轉化為數字量； 步驟二:對所述數字量進行頻帶為150Hz~600Hz的帶通濾波處理，獲得零序電流分量和零序電壓分量，求取零序電壓分量的導數值，計算故障後初始時段零序電壓分量的導數值與零序電流分量的比值並結合最小二乘算法識別出各個區段對應的電容值，得到電容模型； 步驟三:以步驟二識別的電容模型為基準模型，分別計算初始時段後識別的各個區段的電容模型與各個區段對應的基準模型的模型誤差I ，設定整定值I ，若ξ > ξ整則判定對應區段為故障區段，否則，判定對應區段為健全區段。
【文檔編號】G06F19/00GK104181441SQ201410415297
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年8月21日 優先權日:2014年8月21日
【發明者】宋國兵, 馬志賓, 劉珮瑤, 唐吉斯, 劉術波, 劉健 申請人:西安交通大學, 國家電網公司, 國網陝西省電力公司電力科學研究院, 國網山東省電力公司青島供電公司