CN107144762B - 一种基于小电流接地选线装置的配电网接地故障定位方法 - Google Patents

一种基于小电流接地选线装置的配电网接地故障定位方法 Download PDF

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CN107144762B CN201710260346.9A CN201710260346A CN107144762B CN 107144762 B CN107144762 B CN 107144762B CN 201710260346 A CN201710260346 A CN 201710260346A CN 107144762 B CN107144762 B CN 107144762B
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Abstract

本发明涉及电力***配电网单相接地故障检测技术领域，具体涉及一种基于小电流接地选线装置的配电网接地故障定位方法，具体步骤包括（1）小电流接地选线装置采集故障时刻的母线零序电压和各条线路首端零序电流；（2）故障指示器采集故障时刻的故障电流峰值信号和零序电流信号；（3）小电流接地选线装置选出故障线路；（4）小电流接地选线装置收集故障线路上的故障指示器采集的特征信号；（5）单相接地故障定位判断；本发明能够准确定位配电网单相接地故障，小电流接地选线装置采用暂态信号特征频带选线理论，选线准确率达98%以上，可准确捕捉暂态信号，可实现故障分析和溯源，同时支持负荷在线测量、统计和分析。

Description

一种基于小电流接地选线装置的配电网接地故障定位方法
技术领域
本发明涉及电力***配电网单相接地故障检测技术领域，具体涉及一种基于小电流接地选线装置的配电网接地故障定位方法。
背景技术
随着用电需求的不断增加，35kV及以下电压等级的配电网的线路越来越长，分支线路越来越多，网络结构越来越复杂，线路故障率也比较高，成为影响供电网可靠性的核心问题。尽管微机继电保护装置能够检测和切除短路故障，以暂态法原理为代表的新一代小电流接地选线装置能够检测和切除接地故障，但是，目前只能定位到故障线路，还无法精确定位故障点。
目前，故障点定位基本上都需要人工现场查找，往往需要耗费大量人力、物力和时间，直接影响配电网的可靠供电能力和供电质量。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种基于小电流接地选线装置的配电网接地故障定位方法，具体技术方案如下：
一种基于小电流接地选线装置的配电网接地故障定位方法包括以下步骤：
（1）小电流接地选线装置采集故障时刻的母线零序电压和各条线路首端零序电流；
（2）故障指示器采集故障时刻的故障电流峰值信号和零序电流信号；
（3）小电流接地选线装置选出故障线路：
1）计算各条线路零序电流暂态高频分量，记零序电流幅值为Val(i)(j)，相位为Phas(i)(j)，其中i表示线路号，i=1,2,...,n；j表示频率次数，j=5,...,60，比较各条线路各频率次数对应的零序电流幅值Val(i)(j)，找到其中的最大值Max{Val(i)(j)}，对应的j值即为特征频率fs，各条线路的零序电流在特征频率fs下的幅值即为特征分量，记各条线路的特征分量幅值为Val(i)(fs)，特征分量的相位值为Phas(i)(fs)；
2）将各条线路的特征分量幅值Val(i)(fs)按从大到小排序，并以首线路L1的特征分量的相位值Phas(1)(fs)为参考，计算其它各条线路的特征分量的相位与首线路L1的特征分量的相位的相位差，记为PH(i)，即
PH(i)=Phas(i)(fs)-Phas(1)(fs)；
Figure 729855DEST_PATH_IMAGE001
若
Figure 991203DEST_PATH_IMAGE002
，则判定对应的第i条线路与首线路L1同相，记该条线路的F(i)=1；若
Figure 974202DEST_PATH_IMAGE003
，则判定对应的第i条线路与首线路L1反相，记该条线路的F(i)=-1；
3）在步骤2）中所得的所有F(i)值中，如果有且仅有一条线路的F(i)值与其它线路不同，记该条线路为Lx，且其对应的特征分量幅值Val(x)(fs)满足：
Figure 962887DEST_PATH_IMAGE004
；
Figure 42839DEST_PATH_IMAGE005
则判定线路Lx为接地线路，其中k1值为整定值可靠系数，取值范围为0.7~0.9；
4）提取故障线路Lx的零序电流峰值幅值Ip_line，零序电流基波幅值Val_line(1)、零序电流5次谐波幅值Val_line(5)；
（4）小电流接地选线装置收集故障线路Lx上的故障指示器采集的特征信号：
小电流接地选线装置向故障线路Lx上所有的故障指示器下发数据召唤指令，故障线路Lx上的故障指示器收到小电流接地选线装置下发的数据召唤指令后，从步骤（2）中采集的信号量中提取故障电流峰值信号Ip_fi(s)、零序电流信号的基波幅值Val_fi(s)(1)和零序电流信号的基波相位Pha_fi(s)(1)、零序电流5次谐波幅值Val_fi(s)(5)和零序电流5次谐波相位Pha_fi(s)(5)，s为故障线路Lx上的故障指示器的编号，从线路首端到末端依次编号，s=1,2,3…m，m为故障线路Lx上安装的故障指示器的总数；
（5）单相接地故障定位判断：
1）判据1：
Figure 334143DEST_PATH_IMAGE006
；
Figure 178340DEST_PATH_IMAGE007
判据1适用于中性点不接地***和消弧线圈接地***；其中Ip_line为故障线路Lx的零序电流峰值幅值，Ip_line为经过零序互感器传变后的二次值，Krel1为可靠系数，取值范围为0.9~1.2，Kct为故障线路Lx得零序电流互感器变比，按实际变比值整定，Ip_fi(1)为故障线路Lx上靠近母线的第一组故障指示器采集的故障电流峰值信号幅值的最大值，Ip_fi(1)为一次值；
2）判据2：
Figure 846081DEST_PATH_IMAGE008
；
Figure 780539DEST_PATH_IMAGE009
判据2适用于中性点不接地***；其中Val_fi(1)(1)为故障线路Lx上靠近母线的第一组故障指示器采集的零序电流信号的基波幅值，为一次值，Krel2为可靠系数，取值范围为0.9~1.2，Kct为故障线路Lx得零序电流互感器变比，按实际变比值整定，Val_line(1)为故障线路Lx的零序电流基波幅值；
3）判据3：
Figure 367378DEST_PATH_IMAGE010
；
Figure 590549DEST_PATH_IMAGE011
判据3适用于中性点不接地***和消弧线圈接地***，Val_fi(1)(5)为故障线路Lx上靠近母线的第一组故障指示器采集的零序电流5次谐波幅值，为一次值；Krel3为可靠系数，取值范围为0.9~1.2，Kct为故障线路Lx得零序电流互感器变比，按实际变比值整定，Val_line(5)为故障线路Lx的零序电流5次谐波幅值；
4）对于中性点不接地***，如果满足判据1的条件，且满足判据2或判据3，则认为故障线路Lx上的故障点位于故障线路Lx上的第一组故障指示器之后，继续执行后续故障点定位；否则认为故障线路Lx上的故障点位于故障线路Lx上第一组故障指示器之前；
对于消弧线圈接地***，如果同时满足判据1和判据3的条件，则认为故障线路Lx上的故障点位于故障线路Lx上的第一组故障指示器之后，继续执行后续故障点定位；否则认为故障线路Lx上的故障点位于故障线路Lx上的第一组故障指示器之前；
5）判据4：
Figure 406190DEST_PATH_IMAGE012
；
Figure 398416DEST_PATH_IMAGE013
判据4适用于中性点不接地***，其中，
Figure 93840DEST_PATH_IMAGE014
为故障线路Lx上所有故障指示器采集的零序电流基波幅值中的最大值，对应的故障指示器组号为p，
Figure 928941DEST_PATH_IMAGE015
为故障线路Lx上所有故障指示器采集的零序电流基波幅值中的最大值对应的相位；
Figure 407327DEST_PATH_IMAGE016
、
Figure 899400DEST_PATH_IMAGE017
为故障线路Lx上第p组故障指示器后面的一组故障指示器采集的零序电流基波的幅值及对应的相位；Kset1为整定的可靠系数，取值范围为2~5；
Figure 703408DEST_PATH_IMAGE018
的计算公式如下：
Figure 25805DEST_PATH_IMAGE019
；
Figure 573461DEST_PATH_IMAGE020
其中m为故障线路Lx上安装的故障指示器的总数；
6）判据5：
Figure 681225DEST_PATH_IMAGE021
；
Figure 921714DEST_PATH_IMAGE022
判据5适用于中性点不接地***及消弧线圈接地***，其中，
Figure 465828DEST_PATH_IMAGE023
为故障线路Lx上所有故障指示器采集的零序电流5次谐波幅值中的最大值，对应的故障指示器组号为q，
Figure 817174DEST_PATH_IMAGE024
为故障线路Lx上所有故障指示器采集的零序电流5次谐波幅值中的最大值对应的相位；
Figure 543560DEST_PATH_IMAGE025
、
Figure 830316DEST_PATH_IMAGE026
为故障线路Lx上第q组故障指示器后面的一组故障指示器采集的零序电流5次谐波的幅值及其对应相位；Kset2为整定的可靠系数，取值范围为2~5；
Figure 737092DEST_PATH_IMAGE027
的计算公式如下：
Figure 751184DEST_PATH_IMAGE028
；
Figure 269759DEST_PATH_IMAGE029
其中m为故障线路Lx上安装的故障指示器的总数；
7）对于中性点不接地***，如果满足判据4的条件或者判据5的条件，则认为故障线路Lx上的故障点位于故障线路Lx上第p组故障指示器之后；如果p≠q，则认为故障线路Lx上的故障点位于故障线路Lx上第q组故障指示器之后；如果判据4、判据5都不满足条件，则判为故障定位失败；
对于消弧线圈接地***，为了避免消弧线圈补偿电流影响，只采用判据5判断故障线路Lx上故障点位置，如果满足判据5的条件，则认为故障线路Lx上的故障点位于故障线路Lx上第q组故障指示器之后，否则判定故障定位失败。
进一步，步骤（1）中的采样速率不低于25.6kHz。
进一步，步骤（2）中所述故障指示器每隔1~2km在不同单相线路相对设置3个；在不同单相线路相对设置的3个故障指示器为一组故障指示器；所述故障指示器包括3个采集单元、1个汇集单元，3个采集单元分别与1个汇集单元连接；所述故障电流峰值信号由全电流信号经过低频截止频率为150Hz的高通滤波电路后采集得到；零序电流信号由故障指示器的3个采集单元采集的相电流信号经过汇集单元合成得到。
进一步，步骤（3）中特征分量提取采用数据窗法，以步骤（1）中各条线路首端零序电流采样值中的最大值所发生的对应时刻T为中心取一周波数据，对该数据窗进行傅里叶计算，得到该条线路每个频率次数的零序电流幅值Val(i)(j)和及其相位Phas(i)(j)，找到其中的零序电流的最大幅值Max{Val(i)(j)}，其对应的频率j即为特征频率fs。
进一步，步骤（4）中小电流接地选线装置是通过GPRS的通信方式向故障线路Lx上所有的故障指示器下发数据召唤指令。
本发明提出的一种基于小电流接地选线装置的配电网接地故障定位方法，综合暂态原理小电流接地选线装置与线路上故障指示器采集的信息，可实现配电网单相接地故障精确定位，有利于现场故障查找，提高配网故障处理效率，较少停电时间，提升配电网供电可靠性。本发明能够准确定位配电网单相接地故障，小电流接地选线装置采用暂态信号特征频带选线理论，选线准确率达98%以上，可准确捕捉暂态信号，可实现故障分析和溯源，同时支持负荷在线测量、统计和分析。
附图说明
图1是本发明一种基于小电流接地选线装置的配电网接地故障定位方法的流程图。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明：
研究发现：（1）中性点不接地***中，故障线上，从母线至故障点处，越靠近故障点，各处零序电流越大；（2）中性点不接地***中，故障线上，从故障点到线路末端，越靠近故障点，各处零序电流越大；（3）中性点不接地***中，线路首端零序电流小于故障点上游故障指示器采集零序电流，显著大于故障点下游的零序电流；（4）中性点不接地***中，故障点上游的零序电流相位与故障点下游的零序电流相位相反；（5）消弧线圈接地***中，故障点上游的零序电流全部受到消弧线圈补偿电流影响，（1）、（3）、（4）所述结论可能不再满足；（6）消弧线圈接地***中，故障点下游的零序电流特征仍然与结论（2）一致；（7）消弧线圈接地***中，首容性频段内的暂态分量基本不受消弧线圈影响，结论（1）至（4）仍然成立。根据这些特征，本发明提供了一种基于小电流接地选线装置的配电网接地故障定位方法，具体技术方案如下：
一种基于小电流接地选线装置的配电网接地故障定位方法包括以下步骤：
（1）小电流接地选线装置采集故障时刻的母线零序电压和各条线路首端零序电流，采样速率不低于25.6kHz，以保证不失真地捕捉接地瞬间零序电流暂态信号；
（2）故障指示器采集故障时刻的故障电流峰值信号和零序电流信号；故障指示器每隔1~2km在不同单相线路相对设置3个；在不同单相线路相对设置的3个故障指示器为一组故障指示器；故障指示器包括3个采集单元、1个汇集单元，3个采集单元分别与1个汇集单元连接；故障电流峰值信号由全电流信号经过低频截止频率为150Hz的高通滤波电路后采集得到，有效滤除50Hz的负荷电流信号；零序电流信号由故障指示器的3个采集单元采集的相电流信号经过汇集单元合成得到。
（3）小电流接地选线装置选出故障线路：
1）计算各条线路零序电流暂态高频分量，记零序电流幅值为Val(i)(j)，相位为Phas(i)(j)，其中i表示线路号，i=1,2,...,n；j表示频率次数，j=5,...,60，比较各条线路各频率次数对应的零序电流幅值Val(i)(j)，找到其中的最大值Max{Val(i)(j)}，对应的j值即为特征频率fs，各条线路的零序电流在特征频率fs下的幅值即为特征分量，记各条线路的特征分量幅值为Val(i)(fs)，特征分量的相位值为Phas(i)(fs)；
2）将各条线路的特征分量幅值Val(i)(fs)按从大到小排序，并以并以首线路L1的特征分量的相位值Phas(1)(fs)为参考，计算其它各条线路的特征分量的相位与首线路L1的特征分量的相位的相位差，记为PH(i)，即
PH(i)=Phas(i)(fs)-Phas(1)(fs)；
Figure 852050DEST_PATH_IMAGE030
若
Figure 370756DEST_PATH_IMAGE002
，则判定对应的第i条线路与首线路L1同相，记该条线路的F(i)=1；若
Figure 63906DEST_PATH_IMAGE003
，则判定对应的第i条线路与首线路L1反相，记该条线路的F(i)=-1；
3）在步骤2）中所得的所有F(i)值中，如果有且仅有一条线路的F(i)值与其它线路不同，记该条线路为Lx，且其对应的特征分量幅值Val(x)(fs)满足：
Figure 735190DEST_PATH_IMAGE004
；
Figure 81857DEST_PATH_IMAGE031
则判定线路Lx为接地线路，其中k1值为整定值可靠系数，取值范围为0.7~0.9；
4）提取故障线路Lx的零序电流峰值幅值Ip_line，零序电流基波幅值Val_line(1)、零序电流5次谐波幅值Val_line(5)；
（4）小电流接地选线装置收集故障线路Lx上的故障指示器采集的特征信号：
小电流接地选线装置通过GPRS的通信方式向故障线路Lx上所有的故障指示器下发数据召唤指令，故障线路Lx上的故障指示器收到小电流接地选线装置下发的数据召唤指令后，从步骤（2）中采集的信号量中提取故障电流峰值信号Ip_fi(s)、零序电流信号的基波幅值Val_fi(s)(1)和零序电流信号的基波相位Pha_fi(s)(1)、零序电流5次谐波幅值Val_fi(s)(5)和零序电流5次谐波相位Pha_fi(s)(5)，s为故障线路Lx上的故障指示器的编号，从线路首端到末端依次编号，s=1,2,3…m，m为故障线路Lx上安装的故障指示器的总数；
（5）单相接地故障定位判断：
1）判据1：
Figure 963226DEST_PATH_IMAGE006
；
Figure 568388DEST_PATH_IMAGE032
判据1适用于中性点不接地***和消弧线圈接地***；其中Ip_line为故障线路Lx的零序电流峰值幅值，Ip_line为经过零序互感器传变后的二次值，Krel1为可靠系数，取值范围为0.9~1.2，Kct为故障线路Lx得零序电流互感器变比，按实际变比值整定，Ip_fi(1)为故障线路Lx上靠近母线的第一组故障指示器采集的故障电流峰值信号幅值的最大值，Ip_fi(1)为一次值；
2）判据2：
Figure 218812DEST_PATH_IMAGE008
；
Figure 1961DEST_PATH_IMAGE009
判据2适用于中性点不接地***；其中Val_fi(1)(1)为故障线路Lx上靠近母线的第一组故障指示器采集的零序电流信号的基波幅值，为一次值，Krel2为可靠系数，取值范围为0.9~1.2，Kct为故障线路Lx得零序电流互感器变比，按实际变比值整定，Val_line(1)为故障线路Lx的零序电流基波幅值；
3）判据3：
Figure 167363DEST_PATH_IMAGE010
；
Figure 202315DEST_PATH_IMAGE033
判据3适用于中性点不接地***和消弧线圈接地***，Val_fi(1)(5)为故障线路Lx上靠近母线的第一组故障指示器采集的零序电流5次谐波幅值，为一次值；Krel3为可靠系数，取值范围为0.9~1.2，Kct为故障线路Lx得零序电流互感器变比，按实际变比值整定，Val_line(5)为故障线路Lx的零序电流5次谐波幅值；
4）对于中性点不接地***，如果满足判据1的条件，且满足判据2或判据3，则认为故障线路Lx上的故障点位于故障线路Lx上的第一组故障指示器之后，继续执行后续故障点定位；否则认为故障线路Lx上的故障点位于故障线路Lx上第一组故障指示器之前；
对于消弧线圈接地***，如果同时满足判据1和判据3的条件，则认为故障线路Lx上的故障点位于故障线路Lx上的第一组故障指示器之后，继续执行后续故障点定位；否则认为故障线路Lx上的故障点位于故障线路Lx上的第一组故障指示器之前；
5）判据4：
Figure 848191DEST_PATH_IMAGE012
；
Figure 412027DEST_PATH_IMAGE034
判据4适用于中性点不接地***，其中，
Figure 392622DEST_PATH_IMAGE014
为故障线路Lx上所有故障指示器采集的零序电流基波幅值中的最大值，对应的故障指示器组号为p，
Figure 28003DEST_PATH_IMAGE015
为故障线路Lx上所有故障指示器采集的零序电流基波幅值中的最大值对应的相位；
Figure 387440DEST_PATH_IMAGE016
、
Figure 44815DEST_PATH_IMAGE017
为故障线路Lx上第p组故障指示器后面的一组故障指示器采集的零序电流基波的幅值及对应的相位；Kset1为整定的可靠系数，取值范围为2~5；
Figure 856914DEST_PATH_IMAGE018
的计算公式如下：
Figure 623881DEST_PATH_IMAGE019
；
Figure 103404DEST_PATH_IMAGE035
其中m为故障线路Lx上安装的故障指示器的总数；
6）判据5：
Figure 336939DEST_PATH_IMAGE021
；
Figure 777279DEST_PATH_IMAGE036
判据5适用于中性点不接地***及消弧线圈接地***，其中，
Figure 692146DEST_PATH_IMAGE023
为故障线路Lx上所有故障指示器采集的零序电流5次谐波幅值中的最大值，对应的故障指示器组号为q，
Figure 150809DEST_PATH_IMAGE024
为故障线路Lx上所有故障指示器采集的零序电流5次谐波幅值中的最大值对应的相位；
Figure 758508DEST_PATH_IMAGE025
、
Figure 184679DEST_PATH_IMAGE026
为故障线路Lx上第q组故障指示器后面的一组故障指示器采集的零序电流5次谐波的幅值及其对应相位；Kset2为整定的可靠系数，取值范围为2~5；
Figure 699974DEST_PATH_IMAGE027
的计算公式如下：
Figure 154089DEST_PATH_IMAGE028
；
Figure 791743DEST_PATH_IMAGE037
其中m为故障线路Lx上安装的故障指示器的总数；
7）对于中性点不接地***，如果满足判据4的条件或者判据5的条件，则认为故障线路Lx上的故障点位于故障线路Lx上第p组故障指示器之后；如果p≠q，则认为故障线路Lx上的故障点位于故障线路Lx上第q组故障指示器之后；如果判据4、判据5都不满足条件，则判为故障定位失败；
对于消弧线圈接地***，为了避免消弧线圈补偿电流影响，只采用判据5判断故障线路Lx上故障点位置，如果满足判据5的条件，则认为故障线路Lx上的故障点位于故障线路Lx上第q组故障指示器之后，否则判定故障定位失败。
进一步，步骤（3）中特征分量提取采用数据窗法，以步骤（1）中各条线路首端零序电流采样值中的最大值所发生的对应时刻T为中心取一周波数据，对该数据窗进行傅里叶计算，得到该条线路每个频率次数的零序电流幅值Val(i)(j)和及其相位Phas(i)(j)，找到其中的零序电流的最大幅值Max{Val(i)(j)}，其对应的频率j即为特征频率fs。
本发明不局限于以上所述的具体实施方式，以上所述仅为本发明的较佳实施案例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于小电流接地选线装置的配电网接地故障定位方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）小电流接地选线装置采集故障时刻的母线零序电压和各条线路首端零序电流；
（2）故障指示器采集故障时刻的故障电流峰值信号和零序电流信号；
（3）小电流接地选线装置选出故障线路：
1）计算各条线路零序电流暂态高频分量，记零序电流幅值为Val(i)(j)，相位为Phas(i)(j)，其中i表示线路号，i=1,2,...,n；j表示频率次数，j=5,...,60，比较各条线路各频率次数对应的零序电流幅值Val(i)(j)，找到其中的最大值Max{Val(i)(j)}，对应的j值即为特征频率fs，各条线路的零序电流在特征频率fs下的幅值即为特征分量，记各条线路的特征分量幅值为Val(i)(fs)，特征分量的相位值为Phas(i)(fs)；
2）将各条线路的特征分量幅值Val(i)(fs)按从大到小排序，并以首线路L1的特征分量的相位值Phas(1)(fs)为参考，计算其它各条线路的特征分量的相位与首线路L1的特征分量的相位的相位差，记为PH(i)，即
PH(i)=Phas(i)(fs)-Phas(1)(fs)；
Figure 103545DEST_PATH_IMAGE001
若
Figure 131544DEST_PATH_IMAGE002
，则判定对应的第i条线路与首线路L1同相，记该条线路的F(i)=1；若
Figure 500078DEST_PATH_IMAGE003
，则判定对应的第i条线路与首线路L1反相，记该条线路的F(i)=-1；
3）在步骤2）中所得的所有F(i)值中，如果有且仅有一条线路的F(i)值与其它线路不同，记该条线路为Lx，且其对应的特征分量幅值Val(x)(fs)满足：
Figure 689751DEST_PATH_IMAGE004
；
Figure 589573DEST_PATH_IMAGE005
则判定线路Lx为接地线路，其中k1值为整定值可靠系数，取值范围为0.7~0.9；
4）提取故障线路Lx的零序电流峰值幅值Ip_line，零序电流基波幅值Val_line(1)、零序电流5次谐波幅值Val_line(5)；
（4）小电流接地选线装置收集故障线路Lx上的故障指示器采集的特征信号：
小电流接地选线装置向故障线路Lx上所有的故障指示器下发数据召唤指令，故障线路Lx上的故障指示器收到小电流接地选线装置下发的数据召唤指令后，从步骤（2）中采集的信号量中提取故障电流峰值信号Ip_fi(s)、零序电流信号的基波幅值Val_fi(s)(1)和零序电流信号的基波相位Pha_fi(s)(1)、零序电流5次谐波幅值Val_fi(s)(5)和零序电流5次谐波相位Pha_fi(s)(5)，s为故障线路Lx上的故障指示器的编号，从线路首端到末端依次编号，s=1,2,3…m，m为故障线路Lx上安装的故障指示器的总数；
（5）单相接地故障定位判断：
1）判据1：
Figure 710677DEST_PATH_IMAGE006
；
Figure 12345DEST_PATH_IMAGE007
判据1适用于中性点不接地***和消弧线圈接地***；其中Ip_line为故障线路Lx的零序电流峰值幅值，Ip_line为经过零序互感器传变后的二次值，Krel1为可靠系数，取值范围为0.9~1.2，Kct为故障线路Lx得零序电流互感器变比，按实际变比值整定，Ip_fi(1)为故障线路Lx上靠近母线的第一组故障指示器采集的故障电流峰值信号幅值的最大值，Ip_fi(1)为一次值；
2）判据2：
Figure 559870DEST_PATH_IMAGE008
；
Figure 884672DEST_PATH_IMAGE009
判据2适用于中性点不接地***；其中Val_fi(1)(1)为故障线路Lx上靠近母线的第一组故障指示器采集的零序电流信号的基波幅值，为一次值，Krel2为可靠系数，取值范围为0.9~1.2，Kct为故障线路Lx得零序电流互感器变比，按实际变比值整定，Val_line(1)为故障线路Lx的零序电流基波幅值；
3）判据3：
Figure 254473DEST_PATH_IMAGE010
；
Figure 145069DEST_PATH_IMAGE012
判据3适用于中性点不接地***和消弧线圈接地***，Val_fi(1)(5)为故障线路Lx上靠近母线的第一组故障指示器采集的零序电流5次谐波幅值，为一次值；Krel3为可靠系数，取值范围为0.9~1.2，Kct为故障线路Lx得零序电流互感器变比，按实际变比值整定，Val_line(5)为故障线路Lx的零序电流5次谐波幅值；
4）对于中性点不接地***，如果满足判据1的条件，且满足判据2或判据3，则认为故障线路Lx上的故障点位于故障线路Lx上的第一组故障指示器之后，继续执行后续故障点定位；否则认为故障线路Lx上的故障点位于故障线路Lx上第一组故障指示器之前；
对于消弧线圈接地***，如果同时满足判据1和判据3的条件，则认为故障线路Lx上的故障点位于故障线路Lx上的第一组故障指示器之后，继续执行后续故障点定位；否则认为故障线路Lx上的故障点位于故障线路Lx上的第一组故障指示器之前；
5）判据4：
Figure 692856DEST_PATH_IMAGE013
；
Figure 927791DEST_PATH_IMAGE014
判据4适用于中性点不接地***，其中，
Figure 225917DEST_PATH_IMAGE015
为故障线路Lx上所有故障指示器采集的零序电流基波幅值中的最大值，对应的故障指示器组号为p，
Figure 925014DEST_PATH_IMAGE016
为故障线路Lx上所有故障指示器采集的零序电流基波幅值中的最大值对应的相位；
Figure 467921DEST_PATH_IMAGE017
、
Figure 501736DEST_PATH_IMAGE018
为故障线路Lx上第p组故障指示器后面的一组故障指示器采集的零序电流基波的幅值及对应的相位；Kset1为整定的可靠系数，取值范围为2~5；
Figure 213340DEST_PATH_IMAGE019
的计算公式如下：
Figure 829260DEST_PATH_IMAGE020
；
Figure 358331DEST_PATH_IMAGE021
其中m为故障线路Lx上安装的故障指示器的总数；
6）判据5：
Figure 676179DEST_PATH_IMAGE022
；
Figure 83152DEST_PATH_IMAGE023
判据5适用于中性点不接地***及消弧线圈接地***，其中，
Figure 537267DEST_PATH_IMAGE024
为故障线路Lx上所有故障指示器采集的零序电流5次谐波幅值中的最大值，对应的故障指示器组号为q，
Figure 768397DEST_PATH_IMAGE025
为故障线路Lx上所有故障指示器采集的零序电流5次谐波幅值中的最大值对应的相位；
Figure 232264DEST_PATH_IMAGE026
、
Figure 957775DEST_PATH_IMAGE027
为故障线路Lx上第q组故障指示器后面的一组故障指示器采集的零序电流5次谐波的幅值及其对应相位；Kset2为整定的可靠系数，取值范围为2~5；
Figure 781243DEST_PATH_IMAGE028
的计算公式如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE029
；
Figure 199586DEST_PATH_IMAGE030
其中m为故障线路Lx上安装的故障指示器的总数；
7）对于中性点不接地***，如果满足判据4的条件或者判据5的条件，则认为故障线路Lx上的故障点位于故障线路Lx上第p组故障指示器之后；如果p≠q，则认为故障线路Lx上的故障点位于故障线路Lx上第q组故障指示器之后；如果判据4、判据5都不满足条件，则判为故障定位失败；
对于消弧线圈接地***，为了避免消弧线圈补偿电流影响，只采用判据5判断故障线路Lx上故障点位置，如果满足判据5的条件，则认为故障线路Lx上的故障点位于故障线路Lx上第q组故障指示器之后，否则判定故障定位失败。
2.根据权利要求1所述的一种基于小电流接地选线装置的配电网接地故障定位方法，其特征在于：步骤（1）中的采样速率不低于25.6kHz。
3.根据权利要求1所述的一种基于小电流接地选线装置的配电网接地故障定位方法，其特征在于：步骤（2）中所述故障指示器每隔1~2km在不同单相线路相对设置3个；在不同单相线路相对设置的3个故障指示器为一组故障指示器；所述故障指示器包括3个采集单元、1个汇集单元，3个采集单元分别与1个汇集单元连接；所述故障电流峰值信号由全电流信号经过低频截止频率为150Hz的高通滤波电路后采集得到；零序电流信号由故障指示器的3个采集单元采集的相电流信号经过汇集单元合成得到。
4.根据权利要求1所述的一种基于小电流接地选线装置的配电网接地故障定位方法，其特征在于：步骤（3）中特征分量提取采用数据窗法，以步骤（1）中各条线路首端零序电流采样值中的最大值所发生的对应时刻T为中心取一周波数据，对该数据窗进行傅里叶计算，得到该条线路每个频率次数的零序电流幅值Val(i)(j)和及其相位Phas(i)(j)，找到其中的零序电流的最大幅值Max{Val(i)(j)}，其对应的频率j即为特征频率fs。
5.根据权利要求1所述的一种基于小电流接地选线装置的配电网接地故障定位方法，其特征在于：步骤（4）中小电流接地选线装置是通过GPRS的通信方式向故障线路Lx上所有的故障指示器下发数据召唤指令。
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Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107677922A (zh) * 2017-11-13 2018-02-09 国网四川省电力公司广安供电公司 小电流接地***单相接地故障判断方法
CN107966633B (zh) * 2017-11-15 2021-05-18 国网宁夏电力公司电力科学研究院 一种供电***的配电网单相接地故障线路快速判断方法及***
CN108181540A (zh) * 2017-12-29 2018-06-19 广东电网有限责任公司韶关供电局 一种线路故障查找方法
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
CN108919045B (zh) * 2018-05-14 2020-05-26 三峡大学 基于直流分量-主频分量占比与幅相测度的故障选线方法
CN108957223B (zh) * 2018-05-23 2021-12-24 长沙理工大学 一种欠补偿配电网单相高阻接地故障接地相辨别方法
CN109061378A (zh) * 2018-06-09 2018-12-21 广西电网有限责任公司电力科学研究院 小电流接地***接地故障排查方法
CN108957234A (zh) * 2018-07-27 2018-12-07 山东海兴电力科技有限公司 基于多量测点和故障纵向特征的配电网接地选线方法及***
CN109031044B (zh) * 2018-08-09 2024-02-02 国网浙江省电力有限公司温州供电公司 一种调度端变电站小电流单相接地自动选线方法
CN109709441B (zh) * 2018-11-09 2020-12-11 国家电网有限公司 一种小电流接地选线方法及装置
CN109298288B (zh) * 2018-11-29 2019-11-08 中国矿业大学 广域零序电流分布信息的配电网故障区段精确定位方法
CN110426596A (zh) * 2019-09-11 2019-11-08 山东职业学院 一种分布式配电线路单相接地故障区段定位方法
CN112260219B (zh) * 2019-10-12 2022-08-26 南京南瑞继保工程技术有限公司 一种配电网接地故障单间隔综合保护方法
CN110780154B (zh) * 2019-11-06 2022-04-12 国网山东省电力公司枣庄供电公司 通过故障持续期暂态特征提高接地故障识别的装置及方法
CN110954743B (zh) * 2019-12-18 2020-09-25 山东山大电力技术股份有限公司 一种分布式录波装置及小电流接地选线方法
CN113552441B (zh) * 2020-04-24 2024-04-30 南京南瑞继保电气有限公司 一种单相接地故障检测方法及装置
CN112305374B (zh) * 2020-10-22 2024-05-24 西安工程大学 一种配电网单相接地故障选线方法
CN112485713B (zh) * 2020-11-30 2022-08-16 云南电网有限责任公司电力科学研究院 一种基于接地故障电流零休特性的选线装置及方法
CN112557825A (zh) * 2020-12-10 2021-03-26 国网江苏省电力有限公司盐城供电分公司 一种单相接地故障线路确定方法
CN113109663A (zh) * 2021-03-05 2021-07-13 国网江苏省电力有限公司徐州供电分公司 一种配电网故障检测定位方法
CN113219300B (zh) * 2021-04-22 2022-02-22 华北电力大学 一种基于相电流暂态稳态的配电网单相接地故障感知方法
CN113484681B (zh) * 2021-07-14 2022-09-23 广西电网有限责任公司电力科学研究院 就地重合式馈线自动化线路接地故障区间检测方法及装置
CN116125208B (zh) * 2023-04-13 2023-06-30 青岛鼎信通讯科技有限公司 基于数据采集设备的配电网单相接地故障定位方法
CN116626442A (zh) * 2023-06-06 2023-08-22 国网辽宁省电力有限公司抚顺供电公司 一种基于边缘计算的新型配网故障指示器及其使用方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009216587A (ja) * 2008-03-11 2009-09-24 Central Res Inst Of Electric Power Ind 送電線故障箇所標定方法、装置並びにプログラム
CN102540015A (zh) * 2012-01-11 2012-07-04 清华大学 小电流接地***单相接地测距方法和测距装置
CN103728538A (zh) * 2013-12-30 2014-04-16 国家电网公司 一种小电流接地***的接地故障选线方法
CN104297635A (zh) * 2014-10-14 2015-01-21 河南理工大学 基于原子稀疏分解与极限学习机的配电网故障选线方法
CN104950216A (zh) * 2015-06-11 2015-09-30 广西电网有限责任公司电力科学研究院 一种基于波形比较的配电线路故障定位方法
CN106249106A (zh) * 2016-08-05 2016-12-21 国电南瑞科技股份有限公司 一种低功耗在线监测终端
CN106353642A (zh) * 2016-11-04 2017-01-25 华北电力大学（保定） 基于消弧线圈接入控制短时异态信号的小电流接地选线和调谐方法
CN106526432A (zh) * 2017-01-06 2017-03-22 中国南方电网有限责任公司电网技术研究中心 一种基于bfoa的故障定位算法及装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2880729A1 (en) * 2012-09-12 2015-06-10 Siemens Aktiengesellschaft Detection of high impedance faults
RS63098B1 (sr) * 2013-03-29 2022-04-29 Beijing Inhand Networks Technology Co Ltd Metod i sistem za detekciju i lociranje jednofaznog zemljospoja na mreži za distribuciju električne energije za slabu struju sa uzemljenjem

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009216587A (ja) * 2008-03-11 2009-09-24 Central Res Inst Of Electric Power Ind 送電線故障箇所標定方法、装置並びにプログラム
CN102540015A (zh) * 2012-01-11 2012-07-04 清华大学 小电流接地***单相接地测距方法和测距装置
CN103728538A (zh) * 2013-12-30 2014-04-16 国家电网公司 一种小电流接地***的接地故障选线方法
CN104297635A (zh) * 2014-10-14 2015-01-21 河南理工大学 基于原子稀疏分解与极限学习机的配电网故障选线方法
CN104950216A (zh) * 2015-06-11 2015-09-30 广西电网有限责任公司电力科学研究院 一种基于波形比较的配电线路故障定位方法
CN106249106A (zh) * 2016-08-05 2016-12-21 国电南瑞科技股份有限公司 一种低功耗在线监测终端
CN106353642A (zh) * 2016-11-04 2017-01-25 华北电力大学（保定） 基于消弧线圈接入控制短时异态信号的小电流接地选线和调谐方法
CN106526432A (zh) * 2017-01-06 2017-03-22 中国南方电网有限责任公司电网技术研究中心 一种基于bfoa的故障定位算法及装置

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
俞小勇 等.基于小电流接地选线装置与智能故障指示器的配电网单相接地故障定位方法.《广西电力》.2018,第第41卷卷(第第41卷期),第20-24页. *
张慧芬.配电网单相接地故障检测技术研究.《中国优秀博硕士学位论文全文数据库 (博士)工程科技Ⅱ辑》.2006,(第12期),C042-24. *

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