[发明专利]一种基于暂态量信号的配电网单相接地故障选线方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统配电网故障检测领域，涉及一种配电网单相接地故障选线方法，尤其是一种基于暂态量信号的配电网单相接地故障选线方法。

背景技术

我国66kV及以下电压等级电网大都采用中性点非直接接地方式，该方式下电网发生单相接地故障时，故障电流小，尽管规程允许继续运行1～2小时，但是故障后非接地相的电压变成线电压，对系统绝缘带来隐患和威胁，需要尽快切除故障线路，以避免发生两点接地进而造成短路事故。目前国内的小电流接地选线装置主要采用基于稳态工频信号的选线理论和信号注入式的方法。前者是通过零序电压启动选线程序，通过比较各线路零序电流来选出故障线路；后者是通过接地相PT原边被短接，利用PT二次侧，人为向系统注入一个特定频率的信号电流，跟踪该信号电流的通路来实现接地故障选线，但由于注入信号强度受PT容量影响，且在接地电阻较大或接地点存在间隙性电弧现象时，检测效果不佳，另外由于需要在线路上加装信号发生和接受装置，加大了选线成本，不利于推广。

虽然基于稳态工频信号的选线原理和方法有很多种，但从权威部门统计结果来看，在实际运行中选线装置总体选线准确率不到70％，有些甚至只有20～30％，误选、拒选的概率很大，其选线准确率不高的主要原因是基于稳态工频信号的选线理论存在以下无法解决的瓶颈：

(1)如何消除消弧线圈的补偿作用对选线精度的影响；

(2)如何消除过渡电阻的影响；

(3)如何准确识别电弧间歇性对地放电故障；

(4)互感器精度问题以及其它一些干扰因素。

以上因素都会影响接地故障信号中的稳态成分，导致故障线路与非故障线路之间电气量特征的差别变小，影响选线效果，因此如何消除这些不利因素的影响是小电流选线技术中亟待解决的难题。

近年来，基于暂态信号的小电流接地选线方法，因为具有良好的故障识别能力，逐步得到应用和推广。

暂态信号选线具有如下优势：

1)单相接地故障发生瞬间，故障电流中含有丰富的暂态高频分量，是稳态下的十几倍到几十倍，利用这一有利特征可以明确地区分出故障线路和健全线路；

2)暂态分量同样满足故障线路幅值最大，故障线路暂态分量的相位与其它健全线路反向；

3)消弧线圈对于暂态高频分量的补偿作用很小，其影响可以忽略，不会对正确选线带来实质性的影响。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中选线准确率不高的缺点，提供一种基于暂态量信号的配电网单相接地故障选线方法，该方法是在输电线路发生单相接地故障时，基于故障线路的零序电流信号中所含丰富的高频暂态分量，通过对所有被保护线路故障后零序电流中高频暂态信号的提取，自适应地确定出特征频带，在此频带下比较各条线路的暂态零序电流特征，进一步计算准确地给出故障选线信息。

本发明的目的是通过以下技术方案来解决的：

这种基于暂态量信号的配电网单相接地故障选线方法，具体包括如下步骤：

1)确定故障初始时刻；

采用零序电压幅值和零序电压突变量启动确定故障初始时刻后，进行特征频带的自适应选取；

2)特征频带的自适应选取；

所述特征频带是指健全线路暂态零序电流相位一致的首段容性频带内的一部分频带，所述的健全线路是指没有发生故障的线路；特征频带是这样选取的：设f₀为特征频带的下限截止频率，对中性点不接地系统，f₀＝0Hz，对经消弧线圈接地系统，f₀＝150Hz；设f₁为上限截止频率，即所有健全线路自身串联谐振频率的最小值；f₁的确定方法如下：