[发明专利]一种配电网单相接地故障单端区段定位方法

说明书

本发明公开了一种配电网单相接地故障单端区段定位方法，首先，在变电所采集10kv出线上的三相故障电流行波；其次，做相模变换，得到线模和零模行波；然后，对线模行波进行HHT变换，标定线模行波初始波头和前若干个反射波头到达时刻；最后，采用本发明提出的基于配网拓扑的定位方法，进行故障区段定位；本发明方法可以仅用单端三相电流行波信息，实现配电网单相接地故障的区段定位。

技术领域

本发明属于电力系统领域，涉及配电网故障定位方法，具体涉及一种配电网单相接地故障单端区段定位方法。

背景技术

我国的10kV中压配电网大多采用中性点非有效接地方式。配电线路发生单相接地故障后，及时、准确的定位出故障点，不仅可以快速修复故障线路，保证供电可靠性及减少停电损失，而且对保证整个系统的安全稳定及经济运行都具有十分重要的作用。目前，配电网单相接地故障定位方法主要可分为行波法、阻抗法及注入信号寻踪法。其中，基于行波的故障定位方法因不受系统参数、串补电容、线路不对称及互感器变换误差等因素的影响，获得了广泛的关注和研究，被认为最有可能在配电网中实现工程应用。

行波法根据是否人为注入信号，分为被动式和主动式。主动式要在故障发生后，人为向配网注入电压或电流信号，操作复杂，且会给配网带来二次影响，不利于实现工程应用。被动式通过检测故障发生后的电压或电流信号即可实现故障定位，分为单端法和双端法。双端法存在双端时钟同步的问题，配网线路短，分支多，很小的时钟不同步误差就会引起较大的故障距离误差，因而在配电网难以应用，单端法则不存在时钟同步的问题。传统的单端法包括基于初始波和反射波的单端法及基于线模和零模波速差的单端法。基于初始波和反射波的单端法要求准确识别来自故障点的反射波，配电网由于分支众多，难以识别来自故障点的反射波头，因而在配网难以实现。基于线模和零模波速差的单端法由于零模波速不稳定，随故障距离和行波频率变化大，用于定位时会引起较大的误差。

线模行波波速稳定，理论计算和实验测量表明，在10kv架空线路上线模行波以接近光速的速度传播，因而在实际应用行波进行故障定位时，通常取线模行波波速为光速，不会引起很大的误差。若能仅利用单端线模行波中包含的初始波头和反射波头到达测量点时刻的信息实现故障区段定位，就能避免双端法时钟同步的问题和基于线模和零模波速差的单端法中零模波速不稳定的问题，从而有效提高基于行波的单相接地故障定位技术的工程实用性。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种配电网单相接地故障单端区段定位方法，目的是仅用单端三相电流行波信息，实现配电网单相接地故障的区段定位。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种配电网单相接地故障单端区段定位方法，提高基于行波的单相接地故障定位技术的工程实用性，包括以下步骤：

步骤1：当配电网10kv线路上发生单相接地故障时，在变电所中电流互感器二次侧测量三相故障电流行波，记为I_a,I_b,I_c；

步骤2：相模变换，得到线模电流行波：采用凯伦贝尔公式实现相模变换，公式如下：

其中I₀表示零模电流行波，在三相线路和大地之间传播，I₁表示一模电流行波，I₂表示二模电流行波，一模和二模电流行波都称为线模电流行波，二者计算方法不同，但具有相同的物理意义，都表示在线路相与相之间传播的行波；取I₁用于故障区段定位。

步骤3：对线模电流行波进行HHT变换，标定线模电流行波初始波头和前若干个反射波头到达时刻；