CN107064727A - 一种基于暂态能量差的配电网故障选线方法 - Google Patents

一种基于暂态能量差的配电网故障选线方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107064727A
CN107064727A CN201610828508.XA CN201610828508A CN107064727A CN 107064727 A CN107064727 A CN 107064727A CN 201610828508 A CN201610828508 A CN 201610828508A CN 107064727 A CN107064727 A CN 107064727A
Authority
CN
China
Prior art keywords
mrow
circuit
transient state
state energy
msub
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
Application number
CN201610828508.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN107064727B (zh
Inventor
束洪春
王书领
曹璞璘
沐润志
陈诺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kunming University of Science and Technology
Original Assignee
Kunming University of Science and Technology
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kunming University of Science and Technology filed Critical Kunming University of Science and Technology
Priority to CN201610828508.XA priority Critical patent/CN107064727B/zh
Publication of CN107064727A publication Critical patent/CN107064727A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107064727B publication Critical patent/CN107064727B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/08Locating faults in cables, transmission lines, or networks
    • G01R31/081Locating faults in cables, transmission lines, or networks according to type of conductors
    • G01R31/086Locating faults in cables, transmission lines, or networks according to type of conductors in power transmission or distribution networks, i.e. with interconnected conductors
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/08Locating faults in cables, transmission lines, or networks
    • G01R31/088Aspects of digital computing

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

本发明涉及一种基于暂态能量差的配电网故障选线方法,属于电力***故障选线技术领域。本发明根据配电网的实际运行搭建配电网络仿真模型,并在仿真模型中设置不同线路和相别接地故障,得到配电网各线路在接地故障下产生相应的暂态量零序电流和母线零序电压信号。选取故障后5ms内的各条馈线零序电流和零序电压,求取各线路的在故障后5ms内的暂态能量与线路暂态能量均值,利用暂态能量和暂态能量均值构造选线函数,当某条线路的选线函数值大于暂态能量均值时,该线路为非故障线路;当某条线路的选线函数值等于暂态能量均值时,该线路为故障线路。

Description

一种基于暂态能量差的配电网故障选线方法
技术领域
本发明涉及一种基于暂态能量差的配电网故障选线方法,属于电力***故障选线技术领域。
背景技术
配电网的线路的数量和规模都在日益增多,这给配电网运行维护增加了很大的工作量。而接地故障又是配电网中常发难处理的故障类型,当中性点经消弧线圈接地的配电网发生单相接地故障时,电网的三相线电压之间始终保持对称性,由于消弧线圈的补偿作用,产生的故障电流较小,根据电力***运行规程这种情况下***可以带故障继续运行1-2h,不必立刻跳闸,保持对负荷的供电连续性。现阶段电缆线路在配电网中的大量使用致使配电网在发生单相接地故障时,产生的零序电容电流较大,避免电网在长时间带故障运行使故障扩大成两点或多点接地短路,损坏设备,危害***的安全稳定运行,及时准确判别出接地故障线路,进行故障处理显得尤为重要。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提出一种基于暂态能量差的配电网故障选线方法,目的是针对配电网中线路发生单线接地故障时能够快速地进行选线分析;减少现场运行维护人员进行故障分析的工作量,快速锁定故障范围,选线准确率较高,能够满足配电网安全稳定运行的需要。
本发明的技术方案是:一种基于暂态能量差的配电网故障选线方法,根据配电网的实际运行搭建配电网络仿真模型,并在仿真模型中设置不同线路和相别接地故障,得到配电网各线路在接地故障下产生相应的暂态量零序电流和母线零序电压信号。选取故障后5ms内的各条馈线零序电流和零序电压,求取各线路的在故障后5ms内的暂态能量与线路暂态能量均值,利用暂态能量和暂态能量均值构造选线函数,当某条线路的选线函数值大于暂态能量均值时,该线路为非故障线路;当某条线路的选线函数值等于暂态能量均值时,该线路为故障线路。
具体步骤为:
(1)提取各线路暂态量零序电流信号i0i(t)和母线零序电压信号u0(t):
①根据配电网中变电站的实际运行搭建配电网络电磁暂态仿真模型;
②在电磁暂态仿真模型设置不同线路和相别接地故障,得到配电网各线路在接地故障下产生相应的暂态量零序电流信号i0i(t)和母线零序电压信号u0(t);
(2)利用i0i(t)和u0(t)定义线路的零序能量函数Wi(t)并求得各线路在故障发生后5ms内的 对应值:
①定义线路的零序能量函数Wi(t):
其中,Wi(t)为故障后第i条线路的零序能量函数;u0(t)为母线零序电压;i0i(t)为第i条线路的零序电流;N为馈线条数;
②求取各馈线故障后5ms内的暂态能量Wi为:
③求取各N条线路的暂态能量均值
(3)利用暂态能量Wi和暂态能量均值构造选线函数Eifault
①定义选线函数Eifault
②选线函数Eifault故障判别:
线路i为故障线路;
线路i为非故障线路。
本发明的有益效果是:本发明的目的是实现配电网的故障选线,利用故障信号中的暂态分量实现选线,不受故障合闸角影响,且能提高选线保护裕度,同时选线原理简单,准确度较高,选线算法易于实现。
附图说明
图1是本发明仿真配电网结构图;
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式,对本发明作进一步说明。
实施例1:一种基于暂态能量差的配电网故障选线方法,根据配电网的实际运行搭建配电网络仿真模型,并在仿真模型中设置不同线路和相别接地故障,得到配电网各线路在接地故障下产生相应的暂态量零序电流信号i0i(t)和母线零序电压信号u0(t);选取故障后5ms内的零序电流i0i(t)和零序电压u0(t),然后根据零序能量函数Wi(t),求取各线路的在故障后5ms内的暂态能量Wi,再求得线路暂态能量均值利用暂态能量Wi和暂态能量均值构造选线函 数Eifault,当时,线路i为非故障线路;当线路i为故障线路。
具体步骤为:
(1)提取各线路暂态量零序电流信号i0i(t)和母线零序电压信号u0(t):
①根据配电网中变电站的实际运行搭建配电网络电磁暂态仿真模型;
②在电磁暂态仿真模型设置不同线路和相别接地故障,得到配电网各线路在接地故障下产生相应的暂态量零序电流信号i0i(t)和母线零序电压信号u0(t);
(2)利用i0i(t)和u0(t)定义线路的零序能量函数Wi(t)并求得各线路在故障发生后5ms内的对应值:
①定义线路的零序能量函数Wi(t):
其中,Wi(t)为故障后第i条线路的零序能量函数;u0(t)为母线零序电压;i0i(t)为第i条线路的零序电流;N为馈线条数;
②求取各馈线故障后5ms内的暂态能量Wi为:
③求取各N条线路的暂态能量均值
(3)利用暂态能量Wi和暂态能量均值构造选线函数Eifault
①定义选线函数Eifault
②选线函数Eifault故障判别:
线路i为故障线路;
线路i为非故障线路。
实施例2:本实施例其他部分与实施例1相同,如图1所示,110kV/35kV配电网仿真模型如图1所示,它有6条馈线,Z字型变压器中性点通过消弧线圈串联电阻接地。架空馈线L1=18km、L3=30km、L5=15km,线–缆混合馈线L4=14km,其架空馈线12km、电缆2km,电缆馈线L2=7km、L6=9km。该电网中的G为无限大电源;T为主变压器,变比为110kV/35kV, 联结组别为YN/d11;TZ是Z字形变压器;L为消弧线圈;R为消弧线圈的阻尼电阻。馈线采用架空线路、架空线—电缆混合线路和电缆线路三种线路。负荷选用恒定功率负荷模型。馈线L1距离始端5公里处A相发生单相接地故障,接地电阻10Ω,故障角为30°,采样频率为10kHz。配电网发生故障后,提取故障后各线路5ms时窗内零序电流数据和零序电压数据计算的暂态能量、暂态能量均值和选线函数Efault(i)的值。馈线L1的即馈线L1为故障线路,继而选线结果正确。
以上结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明,但是本发明并不限于上述实施方式,在本领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (2)

1.一种基于暂态能量差的配电网故障选线方法,其特征在于:根据配电网的实际运行搭建配电网络仿真模型,并在仿真模型中设置不同线路和相别接地故障,得到配电网各线路在接地故障下产生相应的暂态量零序电流和母线零序电压信号。选取故障后5ms内的各条馈线零序电流和零序电压,求取各线路的在故障后5ms内的暂态能量与线路暂态能量均值,利用暂态能量和暂态能量均值构造选线函数,当某条线路的选线函数值大于暂态能量均值时,该线路为非故障线路;当某条线路的选线函数值等于暂态能量均值时,该线路为故障线路。
2.根据权利要求1所述的基于暂态能量差的配电网故障选线方法,其特征在于具体步骤为:
(1)提取各线路暂态量零序电流信号i0i(t)和母线零序电压信号u0(t):
①根据配电网中变电站的实际运行搭建配电网络电磁暂态仿真模型;
②在电磁暂态仿真模型设置不同线路和相别接地故障,得到配电网各线路在接地故障下产生相应的暂态量零序电流信号i0i(t)和母线零序电压信号u0(t);
(2)利用i0i(t)和u0(t)定义线路的零序能量函数Wi(t)并求得各线路在故障发生后5ms内的对应值:
①定义线路的零序能量函数Wi(t):
<mrow> <msub> <mi>W</mi> <mi>i</mi> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <msubsup> <mo>&amp;Integral;</mo> <mn>0</mn> <mi>t</mi> </msubsup> <msub> <mi>u</mi> <mn>0</mn> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>&amp;tau;</mi> <mo>)</mo> </mrow> <msub> <mi>i</mi> <mrow> <mn>0</mn> <mi>i</mi> </mrow> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>&amp;tau;</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mi>d</mi> <mi>&amp;tau;</mi> <mo>,</mo> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> <mo>,</mo> <mn>2</mn> <mo>,</mo> <mo>...</mo> <mo>,</mo> <mi>N</mi> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>
其中,Wi(t)为故障后第i条线路的零序能量函数;u0(t)为母线零序电压;i0i(t)为第i条线路的零序电流;N为馈线条数;
②求取各馈线故障后5ms内的暂态能量Wi为:
<mrow> <msub> <mi>W</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>=</mo> <msubsup> <mo>&amp;Integral;</mo> <mn>0</mn> <mfrac> <mi>T</mi> <mn>4</mn> </mfrac> </msubsup> <msub> <mi>u</mi> <mn>0</mn> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo> </mrow> <msub> <mi>i</mi> <mrow> <mn>0</mn> <mi>i</mi> </mrow> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mi>d</mi> <mi>t</mi> <mo>,</mo> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> <mo>,</mo> <mn>2</mn> <mo>,</mo> <mo>...</mo> <mo>,</mo> <mi>N</mi> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>2</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>
③求取各N条线路的暂态能量均值
<mrow> <mover> <mi>W</mi> <mo>&amp;OverBar;</mo> </mover> <mo>=</mo> <mroot> <mrow> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>N</mi> </munderover> <msub> <msup> <mi>W</mi> <mn>2</mn> </msup> <mi>i</mi> </msub> </mrow> <mn>2</mn> </mroot> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>3</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>
(3)利用暂态能量Wi和暂态能量均值构造选线函数Eifault
①定义选线函数Eifault
<mrow> <msub> <mi>Ei</mi> <mrow> <mi>f</mi> <mi>a</mi> <mi>u</mi> <mi>l</mi> <mi>t</mi> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <msub> <mi>W</mi> <mi>j</mi> </msub> <mo>-</mo> <mi>m</mi> <mi>a</mi> <mi>x</mi> <mo>{</mo> <mi>W</mi> <mi>i</mi> <mo>-</mo> <mover> <mi>W</mi> <mo>&amp;OverBar;</mo> </mover> <mo>}</mo> <mo>,</mo> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> <mo>,</mo> <mn>2</mn> <mo>,</mo> <mo>...</mo> <mo>,</mo> <mi>N</mi> <mo>;</mo> <mi>j</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> <mo>,</mo> <mn>2</mn> <mo>,</mo> <mo>...</mo> <mo>,</mo> <mi>N</mi> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>4</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>
②选线函数Eifault故障判别:
线路i为故障线路;
线路i为非故障线路。
CN201610828508.XA 2016-09-18 2016-09-18 一种基于暂态能量差的配电网故障选线方法 Active CN107064727B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610828508.XA CN107064727B (zh) 2016-09-18 2016-09-18 一种基于暂态能量差的配电网故障选线方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610828508.XA CN107064727B (zh) 2016-09-18 2016-09-18 一种基于暂态能量差的配电网故障选线方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107064727A true CN107064727A (zh) 2017-08-18
CN107064727B CN107064727B (zh) 2019-04-12

Family

ID=59616750

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610828508.XA Active CN107064727B (zh) 2016-09-18 2016-09-18 一种基于暂态能量差的配电网故障选线方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107064727B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108254657A (zh) * 2018-03-28 2018-07-06 山东大学 基于暂态能量分析的配电网小电流接地故障区段定位方法
CN109001592A (zh) * 2018-07-03 2018-12-14 中国大唐集团科学技术研究院有限公司西北分公司 一种基于暂态量的谐振接地***单相接地故障选线方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2006112901A (ru) * 2003-10-22 2007-11-27 Абб Оу (Fi) Способ и устройство для определения непредвиденного нарушения заземления
CN101188354A (zh) * 2007-11-30 2008-05-28 昆明理工大学 小电流接地***故障选线的测后模拟方法
CN101546906A (zh) * 2009-05-05 2009-09-30 昆明理工大学 利用s变换能量相对熵的配电网故障选线方法
CN103941163A (zh) * 2014-05-12 2014-07-23 福州大学 利用模糊k均值聚类的谐振接地***故障选线方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2006112901A (ru) * 2003-10-22 2007-11-27 Абб Оу (Fi) Способ и устройство для определения непредвиденного нарушения заземления
CN101188354A (zh) * 2007-11-30 2008-05-28 昆明理工大学 小电流接地***故障选线的测后模拟方法
CN101546906A (zh) * 2009-05-05 2009-09-30 昆明理工大学 利用s变换能量相对熵的配电网故障选线方法
CN103941163A (zh) * 2014-05-12 2014-07-23 福州大学 利用模糊k均值聚类的谐振接地***故障选线方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108254657A (zh) * 2018-03-28 2018-07-06 山东大学 基于暂态能量分析的配电网小电流接地故障区段定位方法
CN108254657B (zh) * 2018-03-28 2019-11-26 山东大学 基于暂态能量分析的配电网小电流接地故障区段定位方法
CN109001592A (zh) * 2018-07-03 2018-12-14 中国大唐集团科学技术研究院有限公司西北分公司 一种基于暂态量的谐振接地***单相接地故障选线方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN107064727B (zh) 2019-04-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103018627B (zh) 非有效接地***故障类型自适应接地选线方法
CN101304170B (zh) 高压直流输电工程的***调试方法
CN104198884B (zh) 基于差动原理的大规模电网智能故障诊断方法
CN103424669B (zh) 一种利用故障馈线零序电流矩阵主成分分析第一主成分的选线方法
CN108594071B (zh) 一种中性点小电阻接地配网的单相接地故障检测方法
CN103424668B (zh) 一种利用馈线零序电流主成分分析和证据理论融合的弧光接地故障连续选线方法
CN102073795B (zh) 一种110kV线缆混合线路操作过电压水平预测方法
CN102361321B (zh) 110/220kV变压器中性点经小电抗接地的装置及其动模仿真方法
CN103267927B (zh) 一种利用工频分量小波系数直线拟合检测的小电流接地***故障选线方法
Azeroual et al. Fault location and detection techniques in power distribution systems with distributed generation: Kenitra City (Morocco) as a case study
CN102520314A (zh) 小电流接地***中单相接地故障选线的检测***及方法
CN103163430A (zh) 一种利用复小波和ann结合的谐振接地***故障选线方法
CN107942197A (zh) 一种输电线路单端故障测距方法
CN105024364A (zh) 规模风电接入交直流混联***对距离保护影响的分析方法
CN103474974A (zh) 一种基于零序电流突变量直线拟合方向的配网单相接地保护方法
CN105277773A (zh) 一种完整计算变电站入地短路电流的方法
CN103116115A (zh) 一种基于拟有功功率增量最大原理的配网单相故障选线方法
CN108181550A (zh) 一种交流微电网故障类型判断和选相方法
CN109001592A (zh) 一种基于暂态量的谐振接地***单相接地故障选线方法
CN106443334B (zh) 一种基于零序电流差分极性比较的配电网故障选线方法
CN103427354A (zh) 一种变电站接地网结构的早期确定方法
CN105891665A (zh) 一种基于样本熵和经验模态分解的谐振接地***选线方法
CN104122489A (zh) 一种直流输电线路单相接地故障选线方法
CN107064727A (zh) 一种基于暂态能量差的配电网故障选线方法
CN102969695A (zh) 中性点经小电阻接地方式时的接地预告方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant