[发明专利]一种基于三相电流幅值分析的配电网故障定位方法

说明书

一种基于三相电流幅值分析的配电网单相接地故障定位方法。实时采集配电网三相电流，一旦发生单相接地故障后对故障前后各相的相电流进行幅值分析，通过采集起始时刻相位相同的相电流进行差值计算，实现电流相量的幅值运算，同时滤出负荷电流和相间电容电流的影响，然后计算各相相电流幅值变化的有效值。安装于线路上某个点的监测装置通过分析三相电流幅值变化量就可以判断该检测点是否位于故障路径上。本发明基于单接地故障发生后三相电流的幅值特点，不需要合成零序电流，减少了主站的分析计算量，在工程上具有较高的实用价值。

技术领域

本发明属于电力自动化技术领域，涉及配电网中单相接地故障领域，具体来说是一种基于三相电流幅值分析的配电网故障定位方法。

背景技术

配电网在电力网中起着重要分配电能的作用，随着配电网规模的不断扩大，电力电子装置的大面积使用及分布式电源的接入，使得配电网的结构日益复杂，对经常发生在配电网中的单相接地故障定位准确性产生一定影响。目前，我国6-35kV中压配电网一般采用中性点不接地或中性点经消弧线圈接地的方式，经常发生的单相接地故障定位长期以来均未得到很好地解决。

除传统拉线法，应用到工程中的大多数方法为利用故障后零序的稳态电气量法、利用注入信号法或利用暂态分量的首半波、行波法等。他们或因为电气分量过小，时间延时过长，或因为对采样频率要求过高、易受外界波动而影响对故障的定位。

近年来，基于线路三相节点的暂态电流方向的分析方法被提出，通过比较三相暂态电流的方向是否相同确定该点是否为故障节点，通过比较线路电流流动方向来判断线路是否为故障线路，但该方法在多种实际工程线路的仿真模拟下存在误判情形，准确性无法保证。

综上所述，目前在该技术领域各种故障定位方法，在电气量选择、计算以及逻辑判断上都存在一定的缺点，且针对日益灵活的配电网准确性较差，无法在工程领域广泛推广。

发明内容

本发明的目的在于对发生故障后配电网中三相电流进行研究，提出一种基于三相电流幅值分析的配电网故障定位方法。只需要通过安装在三相线路上的电流互感器实时采集相电流，一旦发生单相接地故障后，提取故障发生时刻前后短时窗内的三相电流，对故障前后各相的相电流进行相量差计算，滤出负荷电流和相间电容电流的影响，然后计算各相相电流变化量。由于相电流变化量只包含相对地的电容电流在单相接地前后的变化，所以在非故障路径上两个非故障相的相电流变化量近似相等，同时也与故障相的相电流变化量近似相等；而在故障路径上两个非故障相的相电流变化量近似相等，同时小于故障相的相电流变化量。这样安装于线路上某个点的检测装置通过分析各相相电流变化量就可以判断该点是否位于故障路径上。同时，结合多个节点的判断结果及线路的拓扑结构，从而实现对配电网单相接地故障的定位。方法简单，不需要掌握计算零序电流等信号的特征；就地定位，不需要将采集到的数据传送到数据主站，减少了主站的分析计算量。故障定位准确，在工程上具有良好的应用前景。

用于实现上述内容的技术方案如下：

一种基于三相电流幅值分析的配电网故障定位方法，其特征在于：

通过电流互感器实时监测配电网各个检测点处三相电流，当配电网发生单相接地故障后，提取故障发生时刻前后设定短时窗内的三相电流，对故障前后各相的相电流进行幅值分析，通过采集起始时刻相位相同的相电流，实现电流相量幅值的差值运算，然后计算各相相电流的幅值变化量；在某检测点若存在其中一相的电流幅值变化量大于另外两相的电流幅值变化量，则判定该相为配电网中的接地故障相；若存在故障相的电流幅值变化量与非故障相的电流幅值变化量之比大于一个预设定值时，则判定该检测点位于故障路径上；

一种基于三相电流幅值分析的配电网故障定位方法，在配电网各检测点上安装电流互感器；其特征在于，所述配电网故障定位方法包括如下步骤：

步骤1：实时监测配电网各检测点处的三相电流；