[发明专利]一种基于配电网监控终端的单相接地故障选线方法

说明书

本发明公开了一种基于配电网监控终端的单相接地故障选线方法，包括以下步骤：一、基于配电网监控终端在配电网各个线路的首端位置构建网络模型，并为每一台配电网监控终端分配电流正方向从母线指向线路末端；二、基于每一台配电网监控终端持续采集零序电压和零序电流，并计算零序电压、零序电流的故障分量的突变方向；三、比较当前的配电网监控终端的零序电压突变方向和零序电流突变方向，如突变方向相同设为1，突变方向相反设为‑1，并通过光纤通信向相邻的配电网监控终端发送该突变数据；四、基于当前和相邻的配电网监控终端的突变数据进行比较以实现故障选线。本发明方法实现过程简单、快速，无需精准时间同步。

技术领域

本发明涉及电力自动化技术领域，具体地说是一种基于配电网监控终端的单相接地故障选线方法。

背景技术

配电网作为连接电力系统与用户的桥梁，其能否运行可靠性决定了电力用户的用电质量和安全。随着经济社会的不断进步，配电网呈现出规模扩大化、拓扑结构复杂化的发展趋势。配电网发生单相接地故障时故障选线定位以及采取何种保护措施还没有得到很好的解决，无法满足其可靠运行的要求。

对于小电流接地系统发生单相接地故障，目前所广泛采用的主要定位技术包括：一、阻抗法；二、信号注入法；三、零序电流比较法；四、行波法等。

当前，10kV接地系统的故障定位技术实际应用中主要有三种：第一种是“故障指示器”法；第二种方法是“S”信号注入法；第三种方法是基于配电网自动化技术，利用继电保护器和接地选线装置快速断开故障区段，保证无故障部分的供电恢复正常运行。缺点是无法确定故障点的准确位置，只能确定一个大致范围，因此还需要手动检查才能找到故障点。

在进行故障选线定位后，采用何种措施对故障进行处理，能够满足系统稳定可靠运行的要求，亦没有得到很好的解决。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于配电网监控终端的单相接地故障选线方法，利用基于光纤通信技术的保护方法，可解决配电网单相接地故障切除的问题，大大提高了系统运行的可靠性。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种基于配电网监控终端的单相接地故障选线方法，包括以下步骤：

步骤1：基于配电网监控终端在配电网各个线路的首端位置构建网络模型，并为每一台配电网监控终端分配电流正方向从母线指向线路末端；

步骤2：基于每一台配电网监控终端持续采集零序电压和零序电流，并计算零序电压、零序电流的故障分量的突变方向；

自动滤除正常运行的不平衡分量，其方法是：通过零序电流超过定值启动，从故障启动时刻前推三个整周期获得故障前一个整周期的零序电流信号是i₁...i_n，n为一个周期的采样点数量，然后从故障启动时刻开始将每个周期的零序电流对应减去i₁...i_n，可以实现自动滤除正常运行的不平衡分量。

导入线路的零序电流，对波形图进行S变换，S变换是由连续小波变换和短时傅里叶变换结合发展而来的一种时序信号分析方法，其同时具有短时傅里叶变换处理局部时频信息的能力和小波变换通过改变时间窗的宽度和高度得到不同时频分辨率的优点，且其特征提取量基本不受噪声影响。与小波变换相比，S变换可随频率变化调整窗函数宽度，从而获得更丰富的时频信息和更强的抗噪声能力。连续时序信号x(t)的S变换为：

其中，S_x(τ，f)为x(t)的S变换，τ为高斯窗在时间轴t上的位置控制参数,f为频率；ω(τ-t,f)为高斯窗函数；

设连续时序信号y(t)与x(t)的幅值相等、极性相反，即y(t)＝-x(t)，代入得y(t)的S变换S_y(τ,f)得