[发明专利]一种基于故障后波形相关分析的单相接地故障选线方法

说明书

本发明涉及一种基于故障后波形相关分析的单相接地故障选线方法，涉及电力系统配电领域。通过安装在线路上的测量终端准确捕捉到三相和零序的电流及电压信号在故障后二个采样周期的数据。通过求取同一信号两个采样周期数据之间的相关系数来判断2个波形是否相似。通过相关系数计算模块对6对波形分别求取相关系数，并与整定值比较。若线路超过设定数量个结果不符合整定值，则判定该出线发生单相接地故障。本发明的有益效果为：不受中性点运行方式的影响,成本低,易于实施；采用多信号波形的相关系数进行判断，避免了使用单一波形可能出现的误判，以达到准确判断单相接地故障出线的目的。

技术领域

本发明涉及电力系统配电领域，尤其是一种低压配电网单相接地故障选线的方法。

背景技术

目前我国中低压配电网一般采用小电流接地方式，主要包括经不接地系统和消弧线圈接地的谐振接地系统，长时间运行易发生单相接地故障。单相接地故障是配电网发生频率最高的故障类型。随着电力系统的扩展，出线数目大大增多，系统容性电流大大增加，发生故障后会引起电力系统的过电压，导致电力设备的损坏，危及系统的安全运行。因此，当配电网发生单相接地故障后，快速准确的找到故障线路并消除故障是很有意义的。

传统的巡线方法找出具体故障点非常困难。巡线方法不仅耗费了大量人力物力，而且延长了停电时间，影响供电可靠性。但配电网中的单相接地故障发生后的电气特征量不明显，而且在不同的合闸角及配网运行方式下，其特征量又是复杂多样的。由于故障情况复杂，以及受线路结构参数、互感器非线性特性、电磁干扰等因素影响，故障暂态零序电流的频谱特性、能量分布和衰减特性有着很大的差异，所以配电网一直缺少可靠的单相接地故障选线方法，传统方法无法全面分析而造成选线困难。

发明内容

本发明要解决上述现有技术的缺点，提供一种能够实现快速故障定位，基于故障后波形相关分析的低压配电网单相接地故障选线的方法。

本发明解决其技术问题采用的技术方案：

因为发生单相接地故障的短时间内，故障线路的三相和零序电信号波形变化率要大于非故障线路的三相和零序电信号波形变化率，所以当系统发生单相接地故障时，故障出线的三相和零序电信号波形变化率会与非故障线路有所不同，据此可以进行故障选线。

这种基于故障后波形相关分析的单相接地故障选线方法，通过安装在线路上不同位置的测量终端准确捕捉到三相和零序的电流及电压共8路信号故障后的二个采样周期的数据。当检测到过零点时，开始记录电信号数据；当检测到第三个过零点时停止记录。

2个波形的相似性可以用相关系数描述。因此,可以通过求取同一电信号的两个采样周期之间的相关系数来判断2个波形是否相似，相关系数可以通过灰色关联度方法或其他数学算法求取。作为优选，相关系数ρ的计算公式如下:

式中：i₁和i₂分别为2个采样周期的电流，也可用2个采样周期的电压u₁、u₂等效替代；

n为采样序列，N为电流信号的数据长度。相关系数ρ反映了2个固定波形i₁(n)和i₂(n)的相似程度。2个信号一致时，ρ取得最大值1；2个信号完全无关时，ρ为0。当系统发生单相接地故障时，非故障出线的各个电信号的两个采样周期波形的相似程度高，相关系数趋近于1；故障出线的各个电信号的两个采样周期波形的相似程度低，波形差异较大，相关系数接近0。