CN104808110A - 基于广域差动偏移度的配网线路故障区段定位方法 - Google Patents
基于广域差动偏移度的配网线路故障区段定位方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104808110A CN104808110A CN201510209668.1A CN201510209668A CN104808110A CN 104808110 A CN104808110 A CN 104808110A CN 201510209668 A CN201510209668 A CN 201510209668A CN 104808110 A CN104808110 A CN 104808110A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- fault
- delta
- section
- phase
- centerdot
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
- Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
- Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
- Y04S10/50—Systems or methods supporting the power network operation or management, involving a certain degree of interaction with the load-side end user applications
- Y04S10/52—Outage or fault management, e.g. fault detection or location
Landscapes
- Locating Faults (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于广域差动偏移度的配网线路故障区段定位方法,对于接地故障,通过分析故障相电流在故障发生前及故障发生至消弧线圈动作前的相电流特征,从中提取故障特征量,并采用全过程的波形广域差动偏移度进行定位。本发明仅需测量线路的故障相电流,方案简单,适用性强,可很好解决目前普遍存在的小电流接地***单相接地故障时故障电流微弱、可靠性差、灵敏度低的问题,同时不会对***引入干扰。
Description
技术领域
本发明涉及配电网线路故障诊断方法,具体是一种基于广域差动偏移度的配网线路故障区段定位方法。
背景技术
据统计,电力***在运行过程中,由配网故障造成的停电事故约占总停电事故的95%以上,其中70%的事故由单相接地故障或母线故障引发。而国内外配网中性点广泛采用非有效接地(小电流接地)方式,以避免发生单相接地故障时引起供电中断。对于配网的单相接地故障,由于故障特征量微弱,一直缺乏可靠的故障选线和定位方法。随着人们对配网自动化水平要求的提高,更加迫切需要从根本上解决配网的故障定位问题。
目前国内外学者提出的故障定位方法大致分为两类:一是注入信号法,二是基于故障特征量的区段定位。注入信号法包括“S”注入法、交直流综合注入法和并联中电阻法,该类方法增大了对***的干扰,且不能检测瞬时性和间歇性接地故障。基于故障特征量的区段定位包括零模电流比较法、区段零序导纳法、零序无功功率方向法、基于相电流突变量的定位、残留增量法、行波法等,配电自动化***主要利用主站实现FTU的时间同步,对时误差至少为几个毫秒。在此情况下,暂态信号的幅值、极性、波形相关性比较等方法不再有效。
目前定位方法均只利用故障发生后的数据,而忽略了对故障前信息的利用。同时,大多数定位方法只考虑零序电流信息(需要三相信息),对互感器要求高,信息获取复杂,且这些方法在数据缺相的情况下将会失效。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足,提出了一种基于广域差动偏移度的配网线路故障区段定位方法。
本发明的原理:
设故障相为A相,故障前检测点相电压为故障后相电压为由图1,易知二者满足
1)检测点1、2位于故障点异侧
故障后故障点上游检测点电流为
式中,分别为A相负荷电流、电容电流和故障电流。其中
式中,为故障前电容电流。假设故障发生前后一周波内负荷电流不变,即
联立(3)~(5)式得
消弧线圈利用故障时中性点电压偏移产生的电感电流来抵消***电容电流,接地点残流(故障电流)可表示为
式中,CΣ为全网线路对地电容。故障发生而消弧线圈未动作时段中,|ZL|非常大,消弧线圈补偿作用可忽略不计。则有
同理,故障后故障点下游检测点相电流
变化量
可见,故障点异侧检测点电流变化特征不一致,具体表现为大小、相位均不等。
2)检测点1、2位于故障点同侧
若检测点均位于故障点上游,根据1)中分析,有
若检测点均位于故障点下游,有
由于相邻检测点电容之差为区段电容,其数值很小,因此两点电流变化特征基本一致。
设i1A(n)、i2A(n)为相邻检测点的相电流采样序列。令故障发生时刻的数据点下标为零,为确保数据量长度足够,从而增大故障特征量,本发明选取三周波时差的差值,即定义两检测点相电流变化量
Δi1A(n)=i1A(n)-i1A(n-3N)
n∈[0,3N-1]
Δi2A(n)=i2A(n)-i2A(n-3N)
式中,N=0.02fs,为一周期采样点。定义广域差动偏移度
作为相电流变化量差异性的衡量指标。根据上节分析,易知非故障区段的wdiff接近于0,故障区段的wdiff为大于0的一个正数。
本发明的技术解决方案如下:
一种配电网线路故障区段定位方法,其特点在于,所述方法包括以下步骤:
步骤S1,确定故障相和故障时刻tf:***检测到接地故障的发生后,根据相电压变化规律,选出故障相,根据相电压突变时刻或消弧装置功率突变时刻确定故障时刻tf;
步骤S2,选取检测装置[tf-0.06s,tf+0.06s]区间内共6N个点的故障相电流波形数据,设故障发生时刻的数据点下标为零,计算广域差动偏移度wdiff,公式如下:
式中,Δi1A(n)、Δi2A(n)分别为两检测点相电流变化量,公式如下:
Δi1A(n)=i1A(n)-i1A(n-3N)
n∈[0,3N-1]
Δi2A(n)=i2A(n)-i2A(n-3N)
式中,i1A(n)、i2A(n)为相邻检测点的相电流采样序列;
步骤S3,根据广域差动偏移度大小判断各区段是否为故障区段,即当wdiff>wdiffset,判断为故障区段,反之为非故障区段,其中wdiffset为人为设置的动作阈值,取0.1~1;
步骤S4,根据网络拓扑结构和检测点在线路上的分布位置,依次遍历,直到找出故障区段为止,从而实现故障区段定位。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:对接地故障,通过分析故障相电流在故障发生前及故障发生至消弧线圈动作前的相电流特征,从中提取故障特征量,并采用全过程的波形欧氏距离进行定位。因此,仅需测量线路的故障相电流,打破了以前只考虑零序(需要三相信息)的传统,数据获取简单、适用性强;从信号同步的角度看,全***采用经过GPS同步的监测数据,使得不同检测点之间的差值更加灵敏。能很好解决目前普遍存在的小电流接地***单相接地故障时故障电流微弱、可靠性差、灵敏度低的问题,同时不会对***引入干扰。
附图说明
图1是小电流接地***单相接地示意图
图2是分布式故障区段定位***架构图
图3是10kV***仿真图
图4是接地故障沿线电流变化量波形
具体实施方式
本发明所需的故障波形来自于分布式故障区段定位***,***架构如图2所示。配电网故障区段定位***由监控主站、变电站(母线)测量装置以及分布在配电线路各处的节点故障定位装置组成。故障定位节点在拓扑上将线路划分为若干区段,每个节点安装三组测量装置,实时同步采集线路三相电流和电压。
依照发明的故障定位方法,在10kV配电网仿真***中,设置不同类型的故障。***结构图如图3所示,①、②、③为区段编号,故障设置在区段②上。采样频率为20kHz(每周期数据点N=400),故障发生时刻为0.7s,接地故障时消弧装置动作时间设置为0.04s,广域差动偏移度的阈值设置为1。
对于故障区段判断的实施方式举例:
步骤S1,***根据零序电压启动检测到接地故障的发生后,测得母线三相电压中A相降低,B、C相升高,确定为A相故障;根据相电压突变时刻确定故障时刻为0.71s;
步骤S2,选取各个检测装置[0,65,0.77]区间内共2400个点的故障相电流波形数据(设故障发生时刻的数据点下标为零),根据广域差动偏移度的定义,计算wdiff,结果如表1所示,其中,500Ω接地电阻时故障相沿线电流变化量波形如图4所示;
表1 单相接地故障仿真结果
步骤S3,区段②的广域差动偏移度满足wdiff>1,判断为其故障区段;反之,区段①、③为非故障区段。
Claims (3)
1.一种基于广域差动偏移度的配电网线路故障区段定位方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
步骤S1,确定故障相和故障时刻tf;
步骤S2,选取检测装置[tf-0.06s,tf+0.06s]区间内共6N个点的故障相电流波形数据,设故障发生时刻的数据点下标为零,计算广域差动偏移度wdiff,公式如下:
式中,Δi1A(n)、Δi2A(n)分别为两检测点相电流变化量,公式如下:
式中,i1A(n)、i2A(n)为相邻检测点的相电流采样序列;
步骤S3,根据广域差动偏移度大小判断各区段是否为故障区段,即当wdiff>wdiffset,判断为故障区段,反之为非故障区段;
步骤S4,根据网络拓扑结构和检测点在线路上的分布位置,依次遍历,直到找出故障区段为止。
2.根据权利要求1所述的配电网线路故障定位方法,其特征在于,所述步骤S1包括:
***检测到接地故障的发生后,根据相电压变化规律,选出故障相,根据相电压突变时刻或消弧装置功率突变时刻确定故障时刻tf。
3.根据权利要求1所述的配电网线路故障定位方法,其特征在于所述步骤S3中,wdiffset为人为设置的动作阈值,取0.1~1。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510209668.1A CN104808110B (zh) | 2015-04-28 | 2015-04-28 | 基于广域差动偏移度的配网线路故障区段定位方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510209668.1A CN104808110B (zh) | 2015-04-28 | 2015-04-28 | 基于广域差动偏移度的配网线路故障区段定位方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN104808110A true CN104808110A (zh) | 2015-07-29 |
CN104808110B CN104808110B (zh) | 2017-09-12 |
Family
ID=53693106
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201510209668.1A Active CN104808110B (zh) | 2015-04-28 | 2015-04-28 | 基于广域差动偏移度的配网线路故障区段定位方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN104808110B (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111596170A (zh) * | 2020-05-27 | 2020-08-28 | 国网上海市电力公司 | 一种用于智能配网的故障诊断综合定位方法 |
CN114089123A (zh) * | 2021-12-06 | 2022-02-25 | 国网上海市电力公司 | 基于相电流时域特征的故障定位方法、***及存储介质 |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6454378A (en) * | 1987-08-26 | 1989-03-01 | Hitachi Cable | Trouble section locating system for overhead power transmission line |
US5629825A (en) * | 1990-04-02 | 1997-05-13 | Square D Company | Apparatus and method for detecting a fault in a distributed line network |
CN101907677A (zh) * | 2010-07-02 | 2010-12-08 | 华北电力大学 | 高压电缆-架空线混合线路故障相位测距方法 |
CN102621449A (zh) * | 2012-03-16 | 2012-08-01 | 河南理工大学 | 一种小电流接地***单相接地故障区段定位方法 |
CN102944814A (zh) * | 2012-11-28 | 2013-02-27 | 福建省电力有限公司 | 基于暂态信号的配电网单相接地故障定位方法 |
US20140159740A1 (en) * | 2011-07-21 | 2014-06-12 | Siemens Aktiengesellschaft | Fault identification and location in a power supply line which is fed from one side |
CN104155582A (zh) * | 2014-08-29 | 2014-11-19 | 上海交通大学 | 基于全波形信息的配网线路故障区段定位方法 |
CN104237742A (zh) * | 2014-10-10 | 2014-12-24 | 华北电力大学 | 利用故障电流相对误差提高配电网故障定位容错性的方法 |
CN104237738A (zh) * | 2014-08-29 | 2014-12-24 | 珠海威瀚科技发展有限公司 | 配电馈线单相接地定位***及定位方法 |
-
2015
- 2015-04-28 CN CN201510209668.1A patent/CN104808110B/zh active Active
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6454378A (en) * | 1987-08-26 | 1989-03-01 | Hitachi Cable | Trouble section locating system for overhead power transmission line |
US5629825A (en) * | 1990-04-02 | 1997-05-13 | Square D Company | Apparatus and method for detecting a fault in a distributed line network |
CN101907677A (zh) * | 2010-07-02 | 2010-12-08 | 华北电力大学 | 高压电缆-架空线混合线路故障相位测距方法 |
US20140159740A1 (en) * | 2011-07-21 | 2014-06-12 | Siemens Aktiengesellschaft | Fault identification and location in a power supply line which is fed from one side |
CN102621449A (zh) * | 2012-03-16 | 2012-08-01 | 河南理工大学 | 一种小电流接地***单相接地故障区段定位方法 |
CN102944814A (zh) * | 2012-11-28 | 2013-02-27 | 福建省电力有限公司 | 基于暂态信号的配电网单相接地故障定位方法 |
CN104155582A (zh) * | 2014-08-29 | 2014-11-19 | 上海交通大学 | 基于全波形信息的配网线路故障区段定位方法 |
CN104237738A (zh) * | 2014-08-29 | 2014-12-24 | 珠海威瀚科技发展有限公司 | 配电馈线单相接地定位***及定位方法 |
CN104237742A (zh) * | 2014-10-10 | 2014-12-24 | 华北电力大学 | 利用故障电流相对误差提高配电网故障定位容错性的方法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
LAVON B.PAGE ET AL.: "Standard Deviation As an Alternative to Fuzziness in Fault Tree Models", 《IEEE TRANSACTIONS ON RELIABILITY》 * |
郑顾平 等: "配网自动化***中小电流接地故障区段定位方法", 《中国电机工程学报》 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111596170A (zh) * | 2020-05-27 | 2020-08-28 | 国网上海市电力公司 | 一种用于智能配网的故障诊断综合定位方法 |
CN114089123A (zh) * | 2021-12-06 | 2022-02-25 | 国网上海市电力公司 | 基于相电流时域特征的故障定位方法、***及存储介质 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN104808110B (zh) | 2017-09-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104793106A (zh) | 基于电流突变率的配网线路故障区段定位方法 | |
CN101232176B (zh) | 基于暂态行波的中性点非有效接地配电***故障定位方法 | |
CN103792465B (zh) | 一种基于零序电压的配电网单相接地故障测距的方法 | |
Suonan et al. | A novel fault-location method for HVDC transmission lines | |
CN106771870A (zh) | 一种配电网接地故障定位方法及*** | |
CN102944814A (zh) | 基于暂态信号的配电网单相接地故障定位方法 | |
CN102221660B (zh) | 小电流接地故障在线定位装置 | |
CN106646139A (zh) | 一种基于三相电流幅值分析的配电网故障定位方法 | |
CN102221662A (zh) | 一种小电流接地***单相接地故障行波选线及测距装置 | |
CN101975911B (zh) | 用于架空线路故障指示器的接地故障判定方法 | |
CN203054157U (zh) | 一种配电网零序信号法单相接地故障区段无线定位*** | |
CN104764981A (zh) | 基于标准化偏移度的配网线路故障区段定位方法 | |
CN104155582A (zh) | 基于全波形信息的配网线路故障区段定位方法 | |
CN102590703B (zh) | 基于零序暂态电荷的谐振接地***单相接地故障选线方法 | |
CN106093714A (zh) | 小电流接地***单相接地故障线路的选线方法 | |
CN105738769A (zh) | 基于分布参数模型的串联补偿双回线故障定位方法 | |
CN104898017A (zh) | 基于欧氏距离的配网线路故障区段定位方法 | |
CN101377529A (zh) | 一种互感线路零序阻抗参数带电测量方法 | |
CN104865496A (zh) | 基于差动偏移度的配网线路故障区段定位方法 | |
CN104808112A (zh) | 基于区段瞬时功率的配网线路故障区段定位方法 | |
CN104181441A (zh) | 基于模型误差的配电网单相接地故障区段定位方法 | |
CN104407275A (zh) | 基于广域测量***的变电站输电线路故障定位***和方法 | |
CN108845233A (zh) | 配电网架空线路单相接地双端检测定位方法 | |
CN202600092U (zh) | 小电流接地故障区段在线定位*** | |
CN105044550A (zh) | 基于故障电流泄放路径的配网线路故障定位方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
EXSB | Decision made by sipo to initiate substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |