[发明专利]一种基于暂态方向的有源配电网接地故障定位方法

说明书

本发明公开了一种基于暂态方向的有源配电网接地故障定位方法：在有源配电网的每条馈线中，安装接地故障监控装置。接地故障监控装置负责对线路上的相电压和相电流进行同步采样，对电压和电流进行录波，通过滤波算法对波形实时提取三相暂态特征信号；当检测到有暂态电压和暂态电流信号产生，计算暂态方向值，确定本装置是否有接地故障产生，各监控装置将接地故障判断结果上传到主站，由主站完成接地故障区段定位和故障隔离。该方法克服了现有接地故障定位方法存在的实施困难，安装成本高，现场实施不灵活，对有源配电网接地故障存在误判的问题。

技术领域

本发明涉及配电自动化技术领域，尤其涉及一种基于暂态方向的有源配电网接地故障定位方法。

背景技术

我国配电网多采用中性点非有效接地方式，对于不含分布式电源的配电网，关于单相接地故障稳态及暂态特性的研究已取得了较多成果，提出了一系列接地故障选线及定位方法。随着国家新型电力系统的实施，分布式电源将高比例接入配电网，分布式电源的接入将影响现有接地故障选线与定位的准确性。

目前主要技术方案有基于相电流突变量的接地故障保护方法。公布号为CN105914718A的中国发明专利申请公开了一种基于相电流突变量的接地故障保护方法，其步骤为：S1：在线监测配电网的零序电压，当零序电压超过电压限定值时，采集各线路的暂态相电流信号；S2：提取各线路暂态相电流突变量；S3：对各线路相电流突变量进行相间两两相关性分析，得到相间相关系数[ρABρBCρCA]，通过比较得到相间最小相关系数ρmin；S4：根据相间相关系数的大小来判断故障线路。公布号为CN106959403A的中国发明专利申请公开了一种分布式电源接入配电网接地故障检测方法，包括以下步骤：在含分布式电源配电网各母线处安装保护代理，集中管理与控制本地保护装置；当母线零序电压越限时，记录本地保护装置所测量到的采样数据；计算采样数据与历史故障数据的相对距离，进而确定故障区域；通过通讯网络，各保护代理间协调配合，最终确定故障线路，发出跳闸信号。

这两种算法存在以下问题：

1)基于相电流突变量的接地故障保护方法，其核心算法是对各相电流突变量进行相间两两相关性分析，得到相间关系数数组，通过相关系数来进行分析。故障线路故障相与健全相电流突变量波形差异很大，相间最小相关系数很小甚至为负，非故障线路各相电流突变量波形相近，几乎一致，相间相关系统较大，该方法对于无源配电网接地故障较为准确，如图4所示。主要问题是该算法主要针对接地选线进行计算，仅确定故障线路与非故障线路，不能确定故障位置，对有源配电网接地选线和故障区段定位存在缺陷，如图3所示波形，故障线路故障点前的相电流突变量相差不大，不符合相关系数很小甚至为负的情况，故障线路故障后的相电流突变量相差大，符合相关系统很小甚至为负的情况，容易导致误判。

2)一种分布式电源接入配电网接地故障检测方法，对安装于电网的多台保护装置进行统一管理与控制，采集零序电压和零序电流数据，分析各保护装置实时采集数据与历史数据的相似程度，对通信可靠性与时间同步性要求高。而且10kV配电网架空线路的线间距离约为70厘米，零序电流互感器需要穿过A、B、C三相电线，安装这类直径1米左右零序电流互感器较为困难，工程实施不灵活。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种适用于分布式有源配电网，并且无需安装零序电流互感器的配电网接地故障定位方法。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于暂态方向的有源配电网接地故障定位方法，包括以下步骤：

步骤S1，在有源配电网每条馈线的各监测点安装接地故障监控装置，在配网主站安装接地故障定位模块，所述各监测点接地故障监控装置与所述配网主站接地故障定位模块建立通讯连接。

步骤S2，对线路上的相电压和相电流进行同步采样，采用以下两种方式之一进行步骤S2中所述相电压和相电流的同步采样：

方式一：在DTU或FTU产品上集成组合式电压和电流互感器，通过内部ADC芯片同步采样获取三相电压和电流信号；